19 Eksploatowanie rozległych sieci komputerowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Krystyna Skarżyńska

Eksploatowanie rozległych sieci komputerowych WAN
312[02].Z3.03

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
dr inż. Lechosław Kozłowski
mgr inż. Zbigniew Miszczak

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Ryszard Zankowski

Konsultacja:
mgr Małgorzata Sienna

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02].Z3.03
„Eksploatowanie rozległych sieci komputerowych WAN”, zawartego w programie nauczania
dla zawodu technik teleinformatyk.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1. Komunikacja w sieciach WAN

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Topologie sieci WAN

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Technologie sieci WAN

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Protokoły stosowane w sieciach WAN

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Typy sieci WAN

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o technologiach stosowanych

przewodowych i bezprzewodowych systemach transmisji sygnałów analogowych
i cyfrowych oraz zarządzaniu systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi.
W poradniku znajdziesz:
–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

312[02].Z3.01

Zarządzanie systemami

teletransmisyjnymi

i teleinformatycznymi

312[02].Z3.02

Eksploatowanie sieci

komputerowych LAN

312[02].Z3

Sieci teleinformatyczne

312[02].Z3.03

Eksploatowanie rozległych

sieci komputerowych WAN

312[02].Z3.04

Administrowanie sieciami

komputerowymi

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

obsługiwać komputer,

–

stosować zasady budowy i eksploatacji sieci LAN,

–

rozróżniać elementy okablowania strukturalnego,

–

porównywać parametry różnych kategorii okablowania strukturalnego,

–

rozróżniać komponenty sieci komputerowej LAN,

–

rozróżniać topologie sieci LAN,

–

porównywać parametry mediów transmisyjnych stosowanych w sieciach LAN,

–

rozróżniać metody dostępu do sieci,

–

rozróżniać technologie stosowane w sieciach LAN,

–

instalować sieciowe systemy operacyjne,

–

konfigurować urządzenia komunikacyjne stosowane w sieciach LAN,

–

projektować lokalną sieć komputerową,

–

instalować sieciowe oprogramowanie użytkowe,

–

zabezpieczać zasoby i dane sieci LAN przed niepowołanym dostępem,

–

diagnozować nieprawidłowości i zlokalizować uszkodzenia w sieciach LAN,

–

charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych,

–

współpracować w grupie,

–

korzystać z różnych źródeł informacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

wyjaśnić podstawowe pojęcia z zakresu rozległych sieci komputerowych,

−

porównać urządzenia transmisji wykorzystywane w sieciach WAN,

−

wybrać sprzęt komunikacyjny potrzebny do zbudowania sieci WAN,

−

opisać adresowanie międzysieciowe,

−

porównać protokoły trasowania,

−

rozróżnić topologie sieci WAN,

−

zaprojektować sieci WAN,

−

obliczyć koszty budowy sieci WAN,

−

zastosować linie dzierżawione w sieciach WAN,

−

zastosować sieć Frame Relay w sieciach WAN,

−

zastosować technologię ATM w technologiach hybrydowych sieci WAN,

−

opisać zasady budowy i eksploatacji sieci WAN,

−

rozróżnić komponenty sieci komputerowej WAN,

−

scharakteryzować protokoły zdalnego dostępu SLIP, PPP,

−

omówić usługi zdalnego dostępu,

−

skonfigurować protokół TCP/IP,

−

skonfigurować router,

−

zainstalować i skonfigurować gateway,

−

porównać sieci Internet, Intranet i Ekstranet,

−

zastosować sprzętowe i programowe komponenty bezpieczeństwa w sieciach WAN,

−

zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu
z informacji w sieciach,

−

omówić wirtualne sieci prywatne,

−

dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości elektrycznych
i nieelektrycznych określających sprawność sieci WAN,

−

wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki,

−

wykonać przeglądy i naprawy urządzeń sieci WAN,

−

zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych, zagrożenia, utraty danych
w sieciach WAN,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ze szczególnym uwzględnieniem
pracy przy urządzeniach elektrycznych, emitujących pole elektromagnetyczne,

−

zorganizować komputerowe stanowiska zgodne z zasadami ergonomii oraz przepisami
bezpieczeństwa pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska,

−

użyć sformułowań w języku angielskim stosując terminologię właściwą dla zawodu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Komunikacja w sieciach WAN

4.1.1. Materiał nauczania

Sieci WAN

Sieci WAN umożliwiają połączenie sieci lokalnych ze sobą bez względu na dzielące je

odległości. Do ich budowy wykorzystuje się routery, protokoły routingu oraz urządzenia
transmisji danych. Sieci rozległe różnią się znacząco od sieci lokalnych, a do ich
projektowania, budowania i administrowania wymagane są inne umiejętności niż
w przypadku sieci LAN.

Sieci rozległe są strukturami wieloskładnikowymi, zbudowanymi przy wykorzystaniu

różnorodnych technologii standardowych i bardzo specjalistycznych. Wiele konkurencyjnych
technologii różni się funkcjami, wydajnością i kosztami. Najtrudniejszym etapem budowania
sieci WAN jest dopasowanie odpowiednich technologii w sposób umożliwiający spełnienie
wymagań użytkownika. Do bazy technologicznej sieci rozległych należą:

−

urządzenia transmisji,

−

sprzęt komunikacyjny,

−

adresowanie międzysieciowe,

−

protokoły routingu.

Zastosowanie urządzeń transmisji w sieciach WAN

Urządzenia transmisji danych stanowią najszerszą gamę rozwiązań dostępnych dla

projektanta sieci WAN. Istnieje wiele rozwiązań różniących się parametrami takimi jak
przepustowość czy koszty. Sposób realizowania połączeń jest zależny od typu zastosowanych
urządzeń.

Jedną z metod komunikacji jest komutowanie obwodów, w którym tworzone jest

połączenie dedykowane między dwiema stacjami końcowymi. Połączenie to jest fizycznym
obwodem zestawianym przez urządzenia komutacji obwodów i dedykowanym danemu
połączeniu na czas trwania sesji komutacyjnej. Po zakończeniu sesji połączenie przestaje
istnieć (przykładem jest sieć telefoniczna). Istotą tej metody jest zastosowanie dedykowanych
obwodów fizycznych między centralami. Jedną z grup urządzeń metody komutowania
obwodów są linie dzierżawione. Nazwa ich wynika z faktu, iż są one wynajmowane za
miesięczną opłatą od operatora telekomunikacyjnego. Są one także nazywane łączami stałymi
lub prywatnymi, ponieważ ich całe pasmo przenoszenia zarezerwowane jest dla podmiotu
wynajmującego.
Cyfrową formą komutacji obwodów jest technologia ISDN, umożliwiająca jednoczesne
przesyłanie wielu rodzajów sygnałów po tym samym łączu fizycznym. Rozróżniamy dwa
rodzaje dostępów ISDN: podstawowy BRA (Basic Rate Access) i główny (rozszerzony) PRA
(Primary Rate Access). Dostęp podstawowy BRA pracuje z przepustowością 144 kb/s
i składa się z dwóch kanałów B o przepustowości 64 kb/s i jednego kanału D
o przepustowości 16 kb/s. Kanał D pełni funkcje kontrolne, wykorzystywane przy
nawiązywaniu i przerywaniu połączenia. Dostęp PRA posiada przepustowość 2,048 Mb/s
i składa się z 30 kanałów B o przepustowości 64 kb/s i kanału D o przepustowości 64 kb/s.

Inna metodą jest komutacja pakietów, w której jest stosowany wewnętrzny format

pakietów, wykorzystywany do opakowywania transportowanych danych. W tej metodzie
urządzenia komutacji pakietów nie zestawiają dedykowane połączenia pomiędzy dwiema
lokalizacjami.

Zamiast

tego

urządzenia

dostępu

klienta

zapewniają

połączenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

z infrastrukturą operatora telekomunikacyjnego. Pakiety są przesyłane niezależnie od rodzaju
połączenia przy wykorzystaniu istniejącej komercyjnej sieci komutowania pakietów PSN.
Pierwszym standardem sieci pakietowej był X.25, który obecnie został wyparty przez Frame
Relay, który obsługuje przesyłanie pakietów przez stałe kanały wirtualne PVC (Permanent
Virtual Circuit) pomiędzy końcowymi routerami sieci odpowiadające liniom dzierżawionym
w technologii komutacji kanałów. Punkty końcowe kanałów PVC są określane przez
identyfikatory DLCI (Data Link Connection Identifiers) i mają przypisany wskaźnik
szybkości przesyłania informacji (CIR) przez sieć Frame Relay. Pary DLCI mają również
przypisaną minimalną dostępną szerokość pasma, z możliwością czasowego przekroczenia tej
granicy po spełnieniu określonych warunków. W sieciach rozległych Frame Relay
zapewnione jest stałe połączenie punktu roboczego z najbliższą centralą świadcząca daną
usługę. Sieć FR zbudowana jest z przełączników, które są niewidoczne do użytkownika i do
których dołączone są linie dzierżawione łączące punkty robocze. Podstawową zaletą
protokołu Frame Relay są niskie koszty połączenia sieciowego lokacji rozproszonych
geograficznie poprzez zminimalizowanie długości własnych połączeń, niezbędnych do
uzyskania dostępu.

Komutacja komórek jest technologią zbliżoną do komutacji pakietów. Pakiet jest

strukturą zmiennej długości a komórka strukturą stałej długości. Przykładem technologii
komutowania komórek jest tryb transferu asynchronicznego ATM. Umożliwia ona
przesyłanie pojedynczych komórek bez zestawienia wymaganego zestawienia stałego obwodu
wirtualnego lub rezerwowania szerokości pasma.

Sprzęt komunikacyjny

Sprzęt komunikacyjny wykorzystywany w sieciach rozległych dzielimy na trzy kategorie:

−

sprzęt dostarczany przez klienta CPE (Customer – Provided Equipment)

−

urządzenia pośredniczące (premises edge vehicles),

−

urządzenia przesyłania danych DCE (Data Communication Equipment).
CPE odnosi się do fizycznych mechanizmów komunikacyjnych łączących sprzęt: routery,

sieci LAN, komutatory i inne urządzenia z siecią telekomunikacyjną. Sprzęt ten pracuje
w warstwie fizycznej modelu referencyjnego OSI, koduje sygnały i przesyła je do urządzeń
transmisyjnych. Jest on instalowany w pomieszczeniach użytkownika na granicy połączenia
instalacji użytkownika z infrastrukturą operatora telekomunikacyjnego. Typowa sieć WAN
zbudowana jest na bazie linii dzierżawionych, których typowym sprzętem komunikacyjnym
jest jednostka obsługi kanału, jednostka obsługi danych CSU/DSU. Sprzęt ten posiada oprócz
funkcji wysyłania i odbierania sygnałów, dodatkowe możliwości takie jak: regulacja łączy,
wysyłanie odpowiedzi na sygnały diagnostyczne wysyłane z centrali.

W komutacji pakietów sprzętem komunikacyjnym są urządzenia PAD (Packet

Assembler/Disassembler). W sieciach Frame Relay są to CSU/DSU, ponieważ w każdej
lokalizacji jest wymagany router.

Urządzenia pośredniczące służą do łączenia sieci lokalnej klienta z urządzeniami CPE

i pracują w warstwach 2 i 3 modelu OSI. Odpowiadają za przesyłanie i odbieranie pakietów,
bazując na adresach międzysieciowych. Typowym przykładem tych rządzeń są routery,
pełniące funkcje granicy między sieciami LAN i WAN. Podstawowym ich zadaniem jest
komunikacja z innymi routerami o znanych adresach międzysieciowych. Adresy te znajdują
się w tablicach routingu, tworząc powiązania adresu z fizycznym interfejsem routera.

Urządzenia DCE są urządzeniami operatora telekomunikacyjnego i są one niewidoczne

dla użytkowników i administratorów sieci komputerowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Adresowanie międzysieciowe

Adresy międzysieciowe są elementami warstwy 3 modelu OSI i są wykorzystywane

w celu uzyskania dostępu i wymiany danych z hostami w innych podsieciach sieci WAN.
Architektura adresu jest określana przez protokół trasowalny wykorzystywany w sieciach
rozległych. Najbardziej popularne to IPv4, IPv6. Najważniejszym zagadnieniem jest
zapewnienie unikatowości adresu międzysieciowego. Powtarzające się adresy są przyczyną
pojawiania się błędów routingu i naruszają spójność operacji sieciowych klienta. Problem ten
został rozwiązany w protokole IPv6, który posiada architekturę adresowania zwaną anycast.
Adresy anycast mogą być łatwo utworzone, jeśli ten sam adres jest przypisany do wielu
urządzeń. Gdy do sieci dotrze pakiet o adresie anycast, jest on przesyłany do najbliższego
urządzenia o tym adresie. Urządzenia o adresach anycast muszą być całkowicie wymienne
pod względem obsługi i działania.

W sieciach rozległych wykorzystuje się różne protokoły trasowania, co stwarza trudności

w komunikacji dla protokołów o małym podobieństwie. W celu rozwiązania tych problemów
stosuje się tunele i bramy.

Tunele są wykorzystywane do przesyłania danych między niekompatybilnymi obszarami

sieci. Pakiety danych są opakowywane za pomocą ramek rozpoznawalnych przez sieć, przez
którą są transportowane. Pierwotne ramki i formatowanie pozostaje bez zmian i jest
traktowane jako dane. Po dotarciu do miejsca przeznaczenia, host odbiorcy rozpakowuje go
ignorując opakowanie. Przykład tunelowania pakietów IPv4 przez sieć IPv6 jest
przedstawiony na rys. 1.

Rys. 1. Tunelowanie pakietów IPv4 przez obszar sieci IPv6 [18, s. 303]

Brama (gateway) jest urządzeniem stosowanym do połączenia dwóch podsieci o różnych

protokołach trasowania. Jest to urządzenie zdolne do tłumaczenia struktur adresowania
między dwoma różnymi protokołami. Rolę bramy mogą spełniać routery lub hosty
posiadające funkcje tłumaczenia architektur adresów między dwoma protokołami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Protokoły trasowania

Protokoły trasowania dynamicznego są wykorzystywane przez routery do pełnienia

trzech funkcji:

−

wyszukiwania nowych tras,

−

przekazywania do innych routerów informacji o znalezionych trasach,

−

przesyłanie pakietów za pomocą owych routerów.
Rozróżniamy trzy kategorie protokołów trasowania dynamicznego:

−

protokoły wektora odległości,

−

protokoły zależne od stanu złącza,

−

protokoły hybrydowe.
Trasowanie oparte na algorytmach wektora odległości polega na okresowym przesyłaniu

przez routery kopii tablic trasowania do najbliższych sąsiadów. Każdy odbiorca dodaje do
niej wektor odległości (własną „wartość” odległości) i przesyła ją do swoich najbliższych
sąsiadów. Proces przesyłania odbywa się we wszystkich kierunkach jednocześnie. Pozwala to
każdemu routerowi poznać inne routery w sieci oraz stworzyć sumaryczny obraz odległości
w sieci. Sumaryczna tablica odległości wykorzystywana jest do uaktualnienia tablic
trasowania każdego routera. Po zakończeniu tego procesu routery posiadają informacje na
temat odległości zasobów sieciowych. Protokołem opartym o wektor odległości jest RIP
(Routing Information Protocol). Dla określenia najlepszej ścieżki, protokół ten wykorzystuje
dwie metryki odległości, których wartości zależą od czasu i są mierzone znakami kontrolnymi
i liczbą skoków.

Algorytm trasowanie na podstawie stanu łącza wykorzystuje złożoną bazę danych

opisującą topologię sieci. Protokoły stanu łącza zbierają i przechowują pełną informację na
temat routerów sieci oraz sposobu ich połączenia. Informacje są zbierane z wykorzystaniem
pakietów LSP (Link – State Packet), które są przesyłane pomiędzy bezpośrednio połączonymi
routerami. Każdy router, który wymienił pakiety LSP buduje na ich podstawie topologiczną
bazę danych. Następnie tablica trasowania uaktualniana jest o informację dostępności
punktów docelowych sieci, obliczoną według algorytmu SPF (Shortest Path First).

Trasowanie hybrydowe wykorzystuje cechy protokołów opartych na wektorze odległości

i stanie łącza, przy jednoczesnym ominięciu ich ograniczeń wydajnościowych i innych wad.

Trasowanie statyczne polega na przesyłaniu pakietów przez z góry określone porty

routerów. Po skonfigurowaniu routerów statycznych ich rola zostaje ograniczona tylko do
przesyłania pakietów. Trasowanie statyczne przewidziane jest do wykorzystania w małych
sieciach, w których przesyłanie danych do wszelkich punktów docelowych odbywa się po tej
samej ścieżce.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie urządzenia są stosowane w sieciach rozległych?
2. Jakimi cechami charakteryzują się sieci WAN?
3. Jakie metody komutacji są wykorzystywane w urządzeniach transmisyjnych stosowanych

w sieciach WAN?

4. Co oznacza skrót PVC?
5. Jakie kategorie sprzętu komunikacyjnego stosuje się w sieciach WAN?
6. W jakim celu w sieciach WAN stosuje się adresy międzysieciowe?
7. Jakimi nieprawidłowościami mogą skutkować powtarzające się adresy w sieciach

rozległych?

8. Czym charakteryzują się urządzenia posiadające adresy anycast?
9. W jakim celu w sieciach WAN stosuje się tunelowanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10. Jakie funkcje w sieciach rozległych spełnia gateway?
11. Jakie funkcje pełnią protokoły trasowania dynamicznego?
12. Jakie kategorie trasowania dynamicznego są stosowane w sieciach WAN?
13. Czym charakteryzuje się trasowanie hybrydowe?
14. Czym charakteryzuje się trasowanie statyczne?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedsiębiorstwo ANA posiada trzy sieci LAN jedną w centrali firmy w miejscowości A

oraz po jednej w filiach w miejscowościach B i C. We wszystkich miejscowościach istnieje
infrastruktura telekomunikacyjna cyfrowa z komutacją kanałów. W miejscowościach B i C
istnieją sieci pakietowe innego operatora. Zaproponuj urządzenia transmisyjne i sprzęt
komunikacyjny umożliwiający połączenie tych sieci w sieć rozległą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis urządzeń transmisyjnych i sprzętu

komunikacyjnego stosowanego w sieciach WAN,

2) dokonać analizy infrastruktury telekomunikacyjnej operatorów pod kątem wykorzystania

jej do połączenia sieci,

3) dokonać analizy kosztów zastosowania różnych technologii transmisyjnych,
4) zaproponować projekt rozwiązania,
5) uzasadnić prawidłowość projektu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Zaproponuj sprzęt komunikacyjny umożliwiający połączenie trzech sieci LAN w różnych

odległych od siebie miejscowościach A, B i C, przy czym sieć LAN w miejscowości C
posiada protokół trasowania IPv4, sieci LAN w pozostałych dwóch miejscowościach
posiadają protokół IPv6.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis sprzętu komunikacyjnego i adresowania

międzysieciowego stosowanego w sieciach WAN,

2) dokonać analizy protokołów trasowania stosowanych w istniejących sieciach LAN,
3) zaproponować różne warianty rozwiązania,
4) porównać przedstawione warianty rozwiązania,
5) wybrać i uzasadnić propozycję rozwiązania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi elementów okablowania strukturalnego,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy porównawczej trasowania dynamicznego i statycznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis protokołów trasowania dynamicznego

i tatycznego,

2) dokonać analizy sposobu funkcjonowania trasowania dynamicznego i statycznego,
3) zapisać wady i zalety każdego sposobu trasowania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Dokonaj analizy porównawczej różnych kategorii protokołów trasowania dynamicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis protokołów trasowania dynamicznego

i tatycznego,

2) dokonać analizy sposobu funkcjonowania różnych protokołów trasowania dynamicznego,
3) zapisać cechy wspólne różnych kategorii protokołów trasowania dynamicznego,
4) zapisać cechy różne kategorii protokołów trasowania dynamicznego,
5) porównać sposoby trasowania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wyjaśnić pojęcia: WAN, struktura wieloskładnikowa, linia dzierżawiona,
PVC?



porównać linię dzierżawioną z PVC?



wybrać sprzęt komunikacyjny potrzebny do zbudowania sieci WAN?



rozróżnić różne rodzaje sprzętu komunikacyjnego?



scharakteryzowa adresowanie międzysieciowe ?



scharakteryzować adresy anycast?



porównać protokoły trasowania dynamicznego i statycznego?



porównać kategorie trasowania dynamicznego?



rozróżnić funkcje protokołów trasowania dynamicznego?



10) scharakteryzować proces tunelowania?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Topologie sieci WAN

4.2.1. Materiał nauczania

Topologie sieci WAN

Topologia sieci WAN opisuje organizację urządzeń transmisyjnych względem lokalizacji

połączonych za ich pomocą. Najczęściej stosowanymi topologiami są:

−

każdy – z – każdym,

−

pierścienia,

−

gwiazdy,

−

oczek pełnych,

−

oczek częściowych,

−

wielowarstwowa (dwuwarstwowa i trójwarstwowa),

−

hybrydowa.
Sieć rozległa o topologii każdy – z – każdym może być zbudowana w oparciu o linie

dzierżawione lub inne urządzenia transmisyjne. Może być ona stosowana do połączenia
niewielkiej liczby punktów. Na rys. 2 przedstawiona jest niewielka sieć WAN w topologii
każdy – z – każdym.

Rys. 2.

Sieć WAN o topologii każdy – z – każdym zbudowana na podstawie linii
dzierżawionych [18, s. 308]

W tej topologii każda lokalizacja posiada co najwyżej dwa połączenia z resztą sieci, co

umożliwia zastosowanie trasowania statycznego. Sieci topologii każdy – z – każdym są
najtańszą architekturą. Posiadają jednak ograniczenia:

−

rozbudowa sieci zmniejsz wydajność – w miarę pojawiania się w sieci nowych lokalizacji
liczba skoków między dowolną parą staje się niestała i ma tendencję rosnącą, co ma
wpływ na poziom wydajności komunikacji,

−

podatność na awarie składników sieci – między daną parą lokalizacji istnieje tylko jedna
ścieżka przepływu informacji, w przypadku awarii sprzętu w danym punkcie może
wystąpić podzielenie sieci WAN.
Sieć WAN o topologii pierścienia zbudowaną z linii dzierżawionych łączących pary

punktów, można wykorzystać do połączenia niewielkiej liczby lokalizacji, zapewniając
jednocześnie zwiększenie liczby tras przy minimalnym wzroście kosztów. Przykład takiej
topologii przedstawia rys. 3.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3. Sieć WAN połączona w pierścień [18, s. 309]

W topologii tej routery każdej lokalizacji połączone są ze sobą w pierścień. Do

trasowania mogą być wykorzystane protokoły trasowania dynamicznego, zapewniające dużą
elastyczność w doborze optymalnych tras. Protokoły trasowania dynamicznego umożliwiają
automatyczne wykrycie i dostosowanie do niekorzystnych zmian w sieci WAN, wyszukując
trasy omijające uszkodzone połączenia. Topologia ta posiada także ograniczenia:

−

dla łączy dzierżawionych wymaga dodania dodatkowego urządzenia transmisyjnego,

−

mała możliwość rozbudowy sieci – dodanie do sieci nowych lokalizacji zwiększa
bezpośrednio liczbę skoków wymaganych do uzyskania dostępu do innych punktów
pierścienia.

Topologia pierścienia sprawdza się dla bardzo małej liczby lokalizacji.

Topologia gwiazdy jest odmianą topologii każdy – z – każdym, w której wszystkie

lokalizacje połączone są z jedną lokalizacją docelową. Sieć rozległą o topologii gwiazdy można
zbudować wykorzystując prawie wszystkie dedykowane urządzenia transmisyjne od Frame
Relay do linii prywatnych łączących dwa punkty. Przykład takiej sieci przedstawia rys. 4.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 4. Sieć WAN o topologii gwiazdy [18, s. 311]

Budowa sieci WAN o topologii gwiazdy jest łatwa a dodanie nowej lokacji do gwiazdy

nie wymaga przebudowy istniejących łączy transmisyjnych. Jedyne co należy zrobić to
zapewnić nowe połączenie między centralnym routerem a routerem w nowej lokalizacji.
Zalety tej topologii to:

−

możliwość rozbudowy przy niewielkim wzroście routerów,

−

wydajność sieci lepsza niż w topologiach pierścienia i każdy – z – każdym,

−

stała odległość urządzeń od siebie – tylko trzy skoki.

Wady to:

−

istnienie pojedynczego punktu awaryjnego – awaria centralnego routera spowoduje
zerwanie komunikacji całej sieci WAN,

−

brak dodatkowych tras – w przypadku awarii centralnego routera komunikacja jest
zerwana aż do momentu usunięcia problemu.
Maksymalną niezawodnością i odpornością na uszkodzenia charakteryzuje się topologia

oczek pełnych. W takiej sieci każdy węzeł jest połączony bezpośrednio z wszystkimi
pozostałymi. Dzięki temu istnieje wiele dodatkowych tras dla każdej lokacji. Sieć oczek
pełnych wymaga stosowania protokołów trasowania dynamicznego, umożliwiającego
obliczanie tras i przesyłanie pakietów w sieci. Sieć topologii oczek pełnych przedstawia rys. 5.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Sieć rozległą o topologii oczek pełnych [18, s. 312]

Zalety tej topologii to:

−

minimalizacja skoków między dwoma komputerami w sieci,

−

możliwość korzystania z każdej technologii transmisyjnej,

−

stała odległość urządzeń od siebie – tylko trzy skoki.
Wady to:

−

wysoki koszt budowy sieci tej topologii,

−

wysokie miesięczne koszty eksploatacyjne za dzierżawę urządzeń transmisyjnych,

−

ograniczona liczba routerów, określona ilością portów tych urządzeń.
Topologia oczek częściowych to bardzo elastyczna topologia przyjmująca różnorodne

formy. Można ją opisać jako sieć o routerach powiązanych ze sobą ściślej niż w topologiach
podstawowych. Sieci oczek częściowych posiadają nie wszystkie punkty sieci połączone
bezpośrednio ze sobą. Przykład przedstawia rys. 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6.

Topologia oczek częściowych [18, s. 314]

W tej sieci stosuje się często połączenia poszczególnych węzłów ze wszystkimi

pozostałymi węzłami. Sieci takie pozwalają zminimalizować liczbę skoków między
użytkownikami rozbudowanych sieci WAN. Technologia ta pozwala zredukować koszty
budowy i eksploatacji poprzez ograniczenie liczby połączeń z mniej obciążanymi segmentami
sieci WAN.

Topologia dwuwarstwowa jest odmianą podstawowej topologii gwiazdy, w której

w miejsce routera centralnego pojawiają się co najmniej dwa routery. Eliminuje to
podstawową wadę topologii gwiazdy (brak komunikacji w przypadku awarii centralnego
routera) oraz umożliwia rozbudowę nie zmniejszając wydajności. W typowej topologii
dwuwarstwowej liczba skoków zwiększa się o jeden, jako efekt umieszczenia dodatkowego
router centralnego. Przykład tej struktury przedstawia rys.7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 7.

Dwuwarstwowa sieć WAN [18, s. 315]

Wielowarstwowe topologie wymagają spełnienia następujących warunków:

−

warstwa routerów centralnych powinna być przeznaczona wyłącznie na potrzeby tych
routerów, nie może być wykorzystywana do bezpośredniego łączenia ośrodków
użytkowników,

−

routery w ośrodkach użytkowników powinny być połączone wyłącznie z węzłami
centralnymi,

−

położenie routerów użytkowników względem routerów centralnych, powinno być
dobrane

sposób

optymalny,

uwzględniając

geograficzne

rozmieszczenie

użytkowników i wykorzystywanych urządzeń transmisyjnych.
Do połączenia dużej liczby lokalizacji lub dużej liczby sieci zbudowanych na bazie

mniejszych routerów stosuje się topologię trójwarstwową. Przykład takiej sieci przedstawia
rys. 8.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8.

Sieć WAN o topologii trójwarstwowej [18, s. 316]

Trójwarstwowe sieci WAN zbudowane są na bazie dedykowanych urządzeń

transmisyjnych. Są odporne na awarie i posiadają większe możliwości rozbudowy niż
dwuwarstwowe. Są one jednak drogie w budowie i eksploatacji. Stosuje się je tylko do
łączenia bardzo dużej liczby lokalizacji.

Topologie hybrydowe to łączenie wielu topologii wykorzystywane w dużych, złożonych

sieciach. Umożliwiają one dostosowanie sieci WAN do istniejącego rozkładu obciążenia. Nie
istnieją w niej ograniczenia różnorodności topologii sieci WAN. Wybór zastosowanych
topologii zależy od danej sytuacji oraz wymagań dotyczących wydajności. Szczególnie
w sieciach wielowarstwowych występuje tendencja do hybrydyzacji. Przykład sieci
hybrydowej przedstawia rys. 9. jest to połączenie szkieletu wielowarstwowej sieci WAN
w topologię oczek pełnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 9.

Topologia hybrydowa [18, s. 317]

Projektowanie sieci WAN

Projektowanie sieci WAN wymaga połączenia w całość technicznych komponentów

z jednoczesnym spełnieniem lub przekroczeniem wydajności gotowej sieci odpowiadającej
założeniom projektowym i oczekiwaniom użytkowników. Dlatego najważniejszym jest
określenie i ocena kryteriów wydajności przed rozpoczęciem projektowania sieci.

Jakość sieci WAN określa się wykorzystując wiele kryteriów. Najczęściej stosowane

z nich to:

−

czas przydatności elementu,

−

natężenie ruchu,

−

opóźnienia i czasy oczekiwania,

−

szybkość wykorzystania zasobów.
Każdy fizyczny składnik sieci rozległej powinien być monitorowany, a jego dostępność

mierzona za pomocą kryterium zwanym przydatnością elementu. „Przydatność elementu” jest
określana jako stosunek czasu, przez jaki urządzenie pracuje i jest sprawne, do czasu
dostępności wymaganego przez użytkownika. Często jest ona określana jako czas
przydatności elementu przy obciążeniu przez 7 dni w tygodniu przez 24 godziny na dobę.
Niezawodność sprzętu jest określana za pomocą parametru MTBF (Mean Time Between
Failures) – średni czas między awariami. Wskaźnik ten osiąga wartości dziesiątek tysięcy
godzin, jednak w rzeczywistości jest on korygowany przez następujące czynniki:

−

zakres średnich temperatur w środowisku pracy,

−

stałość napięcia zasilającego,

−

sposób obchodzenia się z urządzeniem zrówno podczas pracy jak i jego przechowywania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Natężenie obsługiwanego ruchu zmienia się w czasie, zależnie od cyklu pracy

przedsiębiorstw, pór roku i innych czynników. Natężenie ruchu mierzymy miarami
statystycznymi:

−

maksymalne natężenie, jakie sieć ma obsługiwać nazywane także natężeniem
szczytowym.,

−

średnie natężenie to natężenie, przy jakim będzie pracować sieć w typowych warunkach.
Opóźnienie jest charakterystycznym parametrem określającym wydajność. Odpowiada

ono odcinkowi czasu oddzielającemu dwa zdarzenia (np. wysłanie i odebranie danych).
Opóźnienie jest zjawiskiem sumarycznym, zależnym od:

−

opóźnienia propagacji – łączny czas wymagany na przesłanie danych przez wszystkie
urządzenia transmisyjne sieci znajdujące się na ścieżce transportu,

−

opóźnienie komunikacji satelitarnej – występuje w sieciach wykorzystujących łącza
satelitarnych, wymagają przesłania sygnału do satelity i z powrotem na Ziemię,

−

opóźnienie w przesyłaniu – łączny czas potrzebny na odebranie, buforowanie,
przetwarzanie i przesyłanie danych przez każde fizyczne urządzenie.
Jakość pracującej sieci określana jest przez stopień wykorzystania zasobów. Należy

analizować wskaźniki:

−

wskaźniki zaangażowania procesora i pamięci routera,

−

wskaźniki wykorzystania urządzeń transmisyjnych.
Jeżeli obciążenie procesora lub pamięci routera sięga 100% to wpływa to ujemnie na

wydajność sieci. Spadek wydajności poprzez zwiększenie procesora może być wywołane
wieloma przyczynami. Każdy router może wyczerpać swoje zasoby jeśli jest długo obciążany
transmisjami z sieci LAN. W przypadku gdy pamięć jest bez przerwy zajęta należy dołożyć
dodatkową pamięć. W przypadku przeciążenia procesora – należy go wymienić na nowy
o większych możliwościach lub zbadać schemat ruchu w sieci WAN i sprawdzić możliwość
zmniejszenia ruchu danego routera.

Ponadto należy monitorować wykorzystanie urządzeń transmisyjnych, które jest

określane procentowym zużyciem pasma. Dla prawidłowego określenia tego parametru
należy określić szybkość próbkowania i okno próbkowania, tak, aby odzwierciedlały
rzeczywisty stopień zaspokojenia wymagań użytkowników.

Zastosowanie linii dzierżawionych w sieciach WAN

Sieci rozległe najczęściej zbudowane są z cyfrowych urządzeń transmisyjnych

dzierżawionych od operatora telekomunikacyjnego, które udostępniają użytkownikom
określoną szerokość pasma. Urządzenia te nazywane są liniami dzierżawionymi. Ich
połączenia tworzą złożoną infrastrukturę telekomunikacyjną, w której wykorzystanych jest
wiele standardów. Infrastruktura linii dzierżawionych obsługiwana jest przez operatora i ich
utrzymanie nie dotyczy użytkowników sieci WAN mimo, iż stanowią one integralną część
sieci rozległych.

Pierwotnie linie dzierżawione były projektowane do przesyłania wielu kanałów

głosowych przez jedno urządzenie transmisyjne o większej pojemności. Do pobierania wielu
nadchodzących strumieni komunikacyjnych, sterowania ich przesyłaniem oraz rozdzielaniem
na

pierwotne

składniki

wykorzystywane

są

specjalne

mechanizmy

nazywane

multipleksowaniem. Rozróżniamy następujące sposoby multipleksowania:

−

czasowe – dzielenie dostępnej szerokości pasma w czasie,

−

częstotliwościowe – dzielenie dostępnej szerokości pasma na podczęstotliwości.
Rzeczywista topologia linii dzierżawionych jest skomplikowana. Większość linii

dzierżawionych wymaga obwodów biegnących co najmniej przez dwie centrale. Dokładny
przebieg linii dzierżawionej zależy od położenia geograficznego oraz liczby operatorów
biorących udział w zestawionym połączeniu. Dokładny kształt topologii linii dzierżawionej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

nie ma istotnego znaczenia. Dla projektanta sieci WAN istotna jest dostępna i gwarantowana
szerokość pasma przenoszenia oraz stałość parametrów jakościowych transmisji.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co opisuje topologia sieci WAN?
2. Jakie topologie są stosowane w sieciach rozległych?
3. Jakie urządzenia transmisji są wykorzystywane w topologii każdy – z – każdym?
4. Jakie ograniczenia posiada topologia każdy – z – każdym?
5. Jaka topologia zapewnia zwiększenie liczby tras przy minimalnym wzroście kosztów?
6. Jakie ograniczenia posiada topologia pierścienia?
7. Jakie są wady i zalety topologii gwiazdy?
8. Która z topologii charakteryzuje się maksymalną niezawodnością i odpornością na

uszkodzenia?

9. Czym charakteryzuje się topologia oczek częściowych?
10. Jakie warunki muszą być spełnione dla topologii wielowarstwowej?
11. Jakie cechy charakterystyczne posiadają topologie hybrydowe?
12. Jakie kryteria są wykorzystywane dla określenia jakości sieci WAN?
13. Co wpływa na jakość sieci WAN?
14. Jak zbudowane są linie dzierżawione?
15. Jakie parametry linii dzierżawionych są istotne przy projektowaniu sieci WAN?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy porównawczej topologii gwiazdy i oczek częściowych dla czterech sieci

LAN w różnych miejscowościach, rozkład natężenia ruchu między lokalizacjami jest
równomierny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych charakterystyki topologii gwiazdy i oczek

częściowych,

2) określić wady i zalety topologii gwiazdy,
3) określić wady i zalety topologii oczek częściowych,
4) oszacować koszty budowy i eksploatacji sieci WAN zbudowanej z wykorzystaniem łączy

dzierżawionych,

5) zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci rozległych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

cenniki łączy dzierżawionych,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Zaproponuj topologię sieci rozległej h w firmie EURO – EKO posiadającej 5 sieci LAN

w oddziałach w miejscowościach (B, C, D, E) i jednej sieci LAN w centrali firmy
w miejscowości A. Natężenie ruchu z oddziałów B i D do centrali jest bardzo duże oraz
wymagana jest stała i niezawodna łączność z centralą i między tymi oddziałami. Natężenie
ruchu między pozostałymi oddziałami i centralą jest średnie, a między samymi oddziałami
natężenie ruchu jest bardzo małe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis topologii sieci WAN,
2) przeanalizować założenia podane w zadaniu,
3) zaproponować topologię sieci WAN,
4) uzasadnić zaproponowane rozwiązanie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci komputerowych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Dla zaproponowanej topologii sieci WAN z ćwiczenia 2 zaproponuj sprzęt i sporządź

kosztorys obejmujący sprzęt i urządzenia transmisji (nie uwzględniaj robocizny). Odległości
miedzy lokalizacji są następujące: A – B – 210 km, A – C – 120 km, A – D – 50 km, A – E –
15 km, B – C – 300 km, B – D – 160 km, B – E – 200 km, C – D – 80 km, C – E – 105 km, D
– E – 40 km. Sieć powinna być zrealizowana w oparciu o linie dzierżawione.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis topologii sieci WAN,
2) dokonać analizy warunki podanych w zadaniu,
3) określić wymagany sprzęt i urządzenia do realizacji projektu,
4) wybrać dostawców,
5) sporządzić kosztorys,
6) uzasadnić poprawność zaproponowanego rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci komputerowych,

−

cenniki linii dzierżawionych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Zaproponuj topologię, sprzęt i urządzenia oraz sporządź kosztorys (bez uwzględniania

robocizny) budowy sieci WAN dla założeń podanych przez prowadzącego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis topologii sieci WAN,
2) przeanalizować założenia podane w zadaniu,
3) zaproponować topologię sieci WAN,
4) określić wymagany sprzęt i urządzenia do realizacji projektu,
5) wybrać dostawców,
6) sporządzić kosztorys,
7) uzasadnić poprawność zaproponowanego rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci komputerowych,

−

cenniki linii dzierżawionych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 5

Dla zaproponowanych rozwiązań w ćwiczeniach 3 i 4 obliczyć miesięczne koszty

eksploatacji linii dzierżawionych (opłaty za dzierżawę).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w cennikach linii dzierżawionych opłaty,
2) wycenić poszczególne odcinki linii dzierżawionych,
3) obliczyć łączne miesięczne opłaty za dzierżawę z uwzględnieniem możliwych upustów.
4) uzasadnić poprawność wyliczeń.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

kalkulator,

−

cenniki linii dzierżawionych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

rozróżnić topologie sieci WAN ?



dobrać topologie połączeń sieci LAN w sieć rozległą?



określić topologię sieci dla dużych sieci rozległych?



scharakteryzować rodzaje stosowanych topologii w sieciach WAN?



scharakteryzować parametry określające jakość sieci WAN?



określić

warunki

jakie

muszą

być

spełnione dla topologii

wielowarstwowej?



określić wymagania konieczne dla zaprojektowania sieci WAN ?



opisać zasady projektowania sieci rozległych?



oszacować koszty budowy sieci rozległej?



10)

zastosować linie dzierżawione w sieciach WAN?



11)

określić parametry linii dzierżawionych istotne w projektowaniu sieci
WAN?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Technologie sieci WAN

4.3.1. Materiał nauczania

Sieci Switched

Sieć Switched jest najtańszą usługą cyfrową w sieci WAN. Działa z szybkością 56 kb/s

i ykorzystuje standard okablowania skrętki dwużyłowej. Zestawianie połączenia jest
inicjowane przez wybranie numeru telefonicznego łączącego z innym obwodem lub linią
cyfrową sieci ISDN (Integrated Services Digital Network). Połączenia są aktywne tylko
wówczas gdy są wykorzystywane a opłaty są pobierane za wykorzystanie linii. Wadami tej
technologii są: mała rozwojowość i niedostępność (w większej części kraju nie ma
dostawców tej usługi).

Sieć ta jest wykorzystywana jako łącze zapasowe linii dzierżawionej oraz w połączeniach

o małej szerokości pasma.

Rys. 10. Sieć Switched 56 jako łącze zapasowe linii dzierżawionej [18, s. 344]

Technologia ta jest także wykorzystywana do połączeń serwera sieciowego z Internetem.

Sieci Frame Relay

Frame Relay jest siecią z komutacją pakietów wykorzystywaną jako łącze sieci WAN do

przyłączenia odległych stanowisk. Istnieje ona w dwóch najniższych warstwach modelu OSI.
Na każdym końcu łącza znajdują się routery, które przyłączają poszczególne sieci do sieci
Frame Relay. Sieć FR możemy wykorzystywać do:

−

stworzenia sieci WAN łączącej sieci lokalne,

−

podłączenia do Internetu,

−

komunikacji terminali z komputerem typu mainframe,

−

transmisji głosu VoFR (Voice over Frame Relay),

−

wideo – i telekonferencji.

Zalety sieci Frame Relay:

−

niższe koszty w porównaniu z siecią opartą na fizycznych łączach dzierżawionych,

−

duża elastyczność zmian połączeń,

−

łatwa integracja z innymi technologiami (np.ATM)

−

duża efektywność,

−

niskie opóźnienie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wady sieci Frame Relay:

−

protokoły warstw wyższych muszą zapewniać korekcję błędów (retransmisję
uszkodzonych danych) oraz sterowanie przepływem,

−

wymagane są łącza o bardzo dobrej jakości.

Frame Relay jest technologią umożliwiająca przesyłanie informacji poprzez sieci WAN,

dzieląc ją na ramki lub pakiety. Każda ramka posiada adres, na podstawie którego sieć określa
jej przeznaczenie. Ramka jest przesyłana poprzez serię przełączników wewnątrz sieci
wykorzystującej prostą formę przełączania pakietów. Sieć Frame Relay działa w warstwie
fizycznej i łącza danych modelu referencyjnego. W warstwie drugiej odbywa się sprawdzanie
poprawności transmisji pakietów jednak bez obsługi retransmisji uszkodzonych. Funkcje
retransmisji muszą być zrealizowane przez warstwy wyższe. W technologii Frame Relay
ramki nie są numerowanego powoduje bardzo duży wzrost przepustowości takiej sieci. Każda
pojedyncza ramka wymaga minimalnej obróbki na każdym z etapów przesyłania. W sieci tej
używana jest zmienna długość pakietu, który może mieć od kilku do ponad tysiąca bajtów.

Sieć Frame Relay składa się z:

−

zakończeń sieci – komputery PC, serwery,

−

wyposażenia dostępowego – mosty, routery, urządzenia dostępowe,

−

urządzeń sieciowych – przełączniki, routery sieciowe, multipleksery T1/E1.
Przykład sieci Frame Relay przedstawia rys. 11.

Rys. 11.

Sieć Frame Relay [8, s. 370]

DTE (Data Terminal Equipment) – urządzenia dostępowe do sieci Frame Relay np.

FRAD, router, most, komputer. FRAD (Frame Relay Access Device) jest to najczęściej
urządzenie autonomiczne, wyposażone w porty szeregowe (również LAN) posiadające
możliwość transmisji protokołów warstw wyższych w ramkach Frame Relay, oraz oferujące
możliwości zarządzania ruchem w zależności od modelu.

DCE (Data Circuit Equipment) – urządzenie międzysieciowe, węzły sieci Frame Relay,

najczęściej są to przełączniki FR. W sieci Frame Relay nie ma ustanowionych fizycznych
połączeń między stacjami. Definiowana jest natomiast ścieżka logiczna poprzez sieć, łącząca
fizyczne porty. Ścieżka ta nosi nazwę obwodu wirtualnego VC (Virtual Circuit). VC jest
dwudrożną, programowo zdefiniowaną ścieżką przepływu danych pomiędzy dwoma portami.
Pasmo przesyłowe podczas transmisji nie jest alokowane. Istnieją dwa rodzaje obwodów
wirtualnych:

−

PVC (Permanent Virtual Circuit) – stały obwód wirtualny odpowiadający linii
dzierżawionej,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

SVC (Switched Virtual Circuit) – przełączany obwód wirtualny, zestawiany i rozłączany
na życzenie użytkownika.
PVC są zestawiane przez operatora sieci jako połączenie pomiędzy dwoma punktami.

Droga, którą wędrują pakiety, może się zmieniać, stałymi elementami są końce PVC.

SVC są udostępniane na żądanie. W procesie zestawiania połączenia użytkownik podaje

adres docelowy, sieć dynamicznie ustanawia kanał i rezerwuje pasmo w odpowiedzi na
żądanie użytkownika.

W ramce FR pakiet użytkownika nie zostaje zmieniany, są tylko dodane dwa bajty

nagłówka. Strukturę ramki przedstawia rys. 12.

1 bajt

Flagi

DLCI

C/R

DLCI

FECN

BECN

D/C

Dane

FCS

Flagi

Rys. 12. Struktura ramki Frame Relay [8, s. 371]

Ramka zawiera następujące pola:

−

Flagi [1bajt] – znacznik początku i końca ramki (zawiera liczbę 01111110),

−

DLCI (Data Link Connection Identifier) [10 bitów] – identyfikator połączeń wirtualnych,

−

C/R (Command/Response Field Bit) [ 1 bit] – bit służący odróżnieniu polecenia (0) od
odpowiedzi (1) w ramkach kontrolnych,

−

EA (Extension Address) [1bit] – bit służący do odróżnienia rozszerzonego nagłówka,

−

DE (Discard Eligibility) [1 bit] – określa podwyższony priorytet ramki – posiada
wówczas wartość 0,

−

D/C (DLCI/Control) [1 bit] – określa rodzaj adresowania, dla DLCI jego wartość wynosi
0,

−

FECN (Forward Explicite Congestion Notification) [1 bit] – informuje o powstaniu
przeciążenia w sieci, przesyłana do węzła odbierającego,

−

BECN (Backward Explicite Congestion Notification) [1 bit] – informuje o powstaniu
przeciążenia w sieci w ramkach powracających do węzła, który wysyła zbyt dużo danych
Podstawowym parametrem jest DLCI, 10 – bitowy numer obwodu wirtualnego. Każdy

przełącznik uczestniczący w procesie transmisji ramki, w oparciu o tablicę routingu na
podstawie numeru DLCI określa trasę dla ramki, czyli numer swojego portu, na który należy
ja skierować (rys. 13).

Rys. 13.

Numer DLCI [8, s. 372]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obsługa ramki przez przełącznik FR przebiega w następujących etapach:

−

sprawdzenie integralności ramki na podstawie FCS,

−

wyszukanie numeru DLCI e tablicy routingu, w przypadku braku ramka jest porzucana,

−

przekazanie ramki na port określony w tablicy routingu.
Gdy błędna ramka jest porzucona, to stacja nadawcza z wykorzystaniem protokołów

warstw wyższych wykrywa to zdarzenie i retransmituje dane. Także w przypadku zatorów
ramki są usuwane bez powiadamiania. Protokół Frame Relay jest mało wydajny na łączach
o zbyt niskiej jakości. W sieciach FR stosuje się trzy rodzaje sygnalizacji:

−

zawiadamianie o przeciążeniach sieci,

−

informacja o statusie połączenia PVC,

−

sygnalizacja SVC.

Przeciążenie w sieci jest sygnalizowane za pomocą bitów ECN. Jeżeli przeciążony został

przełącznik FR to nadawca otrzymuje komunikaty BECN informujące o nadmiernej
szybkości transmisji a odbiorca FECN informujące o przeciążeniu przełącznika.

Komunikaty dotyczące PVC mogą mieć dwa rodzaje statusów: Data Transfer – trwa

transmisja danych i Idle – brak transmisji, ale połączenie jest nawiązane.

Sygnalizacja SVC przesyła informacje dotyczące połączenia (ilość przesłanych danych

i ich rozmiar, adresy, parametry dotyczące łącza). Komunikaty SVC mogą przyjmować
następujące statusy:

−

Call Setup – ustalanie połączenia,

−

Data Transfer – trwa transmisja danych,

−

Idle – brak transmisji danych, ale połączenie jest nawiązane,

−

Call Termination – połączenie nie jest nawiązane.

Parametry transmisji sieci Frame Relay:

−

CIR (Committed Information Rate) gwarantowana przepustowość – określa dostępną
przepustowość obwodu wirtualnego w warunkach normalnej pracy sieci, jest to ilość
bajtów Bc w pewnym czasie Tc (measurement interwal), której transmisję gwarantuje
sieć FR dla danego PVC lub SVC.

CIR = Bc/Tc

gdzie:

Bc – committed burst size

Tc – measurement interwal

−

EIR (Excess Information Rate) maksymalna przepustowość obwodu wirtualnego ponad
przepustowość gwarantowaną – jest to ilość bajtów Be w pewnym czasie Tc, które
można przesłać dla określonego PVC lub SVC przy założeniu wolnych zasobów sieci.

EIR = Be/Tc

gdzie:

Be – excess burst size

Tc – measurement interwal

−

PIR (Peak Information Rate) maksymalna przepustowość dla jednego DLCI – jest sumą
wartości CIR i EIR.

PIR = CIR + EIR

przy założeniu że czas jest taki sam dla obu parametrów składowych

PIR = Bc + Be

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Technologia ATM w sieciach WAN

ATM (Asynchronous Transfer Mode) jest szerokopasmową technologią używaną

w wielu zastosowaniach transmisji głosu i obrazu, transmisji danych interakcyjnych,
tworzenia dużych i złożonych sieci MAN i WAN. Jest to najczęściej stosowana przez
dostawców Internetu. Technologia ta jest niezależna od medium transmisyjnego i może
wykorzystywać sieci oparte na różnych rodzajach nośników. Najpowszechniejsze szybkości
transmisji w sieciach ATM to: 155Mb/s; 622 Mb/s; 2,5 Gb/s. Ma zastosowanie w sieciach
LAN i WAN.

W standardzie ATM informacja przesyłana jest w komórkach (cells) o stałym rozmiarze

53 bajtów, w której 5 bajtów to informacje nagłówka a 48 bajtów to dane. W tej technologii
transmisja jest asynchroniczna co oznacza, że komórki należące do różnych połączeń są ze
sobą wymieszane i przesyłane bez z góry ustalonego porządku. Poszczególne połączenia
mogą mieć różną szybkość, zgodną z przyjętymi standardami. Transmisje odbywają się
głównie w trybie połączeniowym a parametry połączenia mogą być dynamicznie
modyfikowane podczas trwania transmisji. Sieć ATM umożliwia przenoszenie różnych
protokołów warstw wyższych.

W ATM rozróżniamy trzy podstawowe rodzaje interfejsów:

−

UNI (User to Network Interface) – styk użytkownika z siecią szerokopasmową,

−

NNI (Network to Network Interface) – styk sieciowy pomiędzy węzłami ATM,

−

PNNI (Private Network to Network Interface) – standard opracowany w celu
zapewnienia zgodności pomiędzy urządzeniami pochodzącymi od różnych producentów,
posiadające możliwość „ uczenia się” topologii sieci przez przełączniki ATM.
Połączenia w sieci ATM mają charakter logiczny nie odzwierciedlający struktury

fizycznej. Rozróżniamy dwa typy połączeń:

−

VC (Virtual Channel) kanał wirtualny– jest to jednokierunkowe logiczne połączenie
poprzez sieć ATM,

−

VP (Virtual Path) ścieżka wirtualna – zbudowana z kanałów wirtualnych tworzących
wiązkę pomiędzy dwoma lub więcej stacjami podłączonymi do tych samych węzłów
(przełączników ATM) końcowych.

Rys. 14. Ścieżki i kanały wirtualne w sieci ATM [8, s. 377]

W celu identyfikacji kanałów i ścieżek wirtualnych są im przydzielane identyfikatory.

Identyfikator ścieżki wirtualnej VPI (Virtual Path Identifier) i identyfikator kanału
wirtualnego VCI (Virtual Channal Identifier) są zawarte w polach nagłówka pakietu ATM.
Aby zestawić połączenie pomiędzy punktami A i B, należy zestawić dwa połączenia A – B
i B – A, przy czym każde z nich może posiadać różną przepustowość.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W technologii ATM wyróżniamy następujące połączenia:

−

unicast – połączenia między abonentami,

−

multicast – połączenia stosowane do telekonferencji,

−

broadcast – transmisje rozgłoszeniowe.
Struktury komórek UNI i NNI przedstawiają rys. 15 i rys. 16.

Sterowanie
przepływem ogólnym

VPI

VCI

PTI

CLP

Kontrola błędów nagłówka

Dane użyteczne (48 bajtów)

Rys. 15.

Struktura komórki UNI [opracowanie własne]

VPI

VCI

PTI

CLP

Kontrola błędów nagłówka

Dane użyteczne (48 bajtów)

Rys. 16. Struktura komórki NNI [opracowanie własne]

Pola występujące w komórkach

(Generic Flow Control) – pole wykorzystywane do kontroli przepływu, używane na styku

użytkownik – sieć ATM,
VPI (Virtual Path Identifier) – identyfikator ścieżki logicznej, dla nagłówka UNI posiada
długość 8 bitów a dla NNI – 12 bitów. Wynika stąd, że na styku UNI można utworzyć 256
ścieżek wirtualnych a na styku NNI – do 4096 ścieżek wirtualnych.
VCI (Virtual Chanel Identifier) – identyfikator kanału logicznego, VPI i VCI łącznie służą do
wyznaczania trasowania komórki.
PTI (Playload Type) – pole typ danych, dla danych użytkownika ma ustawioną wartość
„000”.
CLP (Cell Loss Priority) – priorytet zagubienia komórki, wartość „1” oznacza, że komórka
może zostać porzucona, jeśli sieć będzie przeciążona.
HEC (Header Terror Control) – pole kontrolne generowane w warstwie ATM, służy do
wykrywania błędów transmisji.

Typy komórek:

−

puste (Idle) – nie przenoszące żadnej informacji, wykorzystywane przy dostosowywaniu
szybkości pomiędzy warstwą fizyczną i ATM,

−

poprawne (Valid) – komórki prawidłowo przesłane,

−

niepoprawne (Invalid) – komórki uszkodzone,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

przydzielone (Assigned) – komórka dostarczająca aplikacjom usługi w warstwie ATM,

−

nieprzydzielone (Unassigned) – wszystkie nieprzydzielone komórki znajdujące się
w warstwie ATM.
W przełącznikach ATM zachodzi zjawisko multipleksacji statystycznej, polegające na

wstępnej analizie statystycznej napływających danych wejściowych i odpowiedniej zmianie
przepływności kanałów wyjściowych.

W sieci ATM świadczone są następujące rodzaje usług:

−

PVC (Permanent Virtual Circuits) – spełnia rolę podobną do linii dzierżawionej,
wszystkie urządzenia tworzące połączenie muszą zostać ręcznie skonfigurowane do tego
celu,

−

SVC (Switched Virtual Circuits) – pełni rolę podobną do komutowanego połączenia,
występuje faza nawiązywania połączenia i ustalania trasy,
Usługi bezpołączeniowe (connectionless services) – nie wymagają fazy organizacji trasy

przed transmisją danych.

Proces zestawiania połączenia SVC inicjowany jest przez stację nadawczą, która wysyła

komunikat setup z adresem ATM stacji docelowej, definicją wymaganej przepustowości,
parametry określające jakość transmisji QoS. Komunikat ten jest przesyłany pomiędzy
przełącznikami aż do stacji docelowej. W przypadku możliwości spełnienia wymagań stacja
docelowa wyraża zgodę i wysyła tą samą drogą komunikat connect. Po otrzymaniu tej
wiadomości stacja nadawcza rozpoczyna transmisję. Jeżeli stacja docelowa nie zatwierdza
połączenia lub zamierza rozłączyć istniejące, wysyła komunikat release. Za wyznaczenie
trasy przez przełączniki ATM odpowiada protokół PNNI. W przypadku połączeń statycznych
PVC administrator konfiguruje przełączniki tworzące połączenie i weryfikuje możliwość
spełnienia wymagań szerokości pasma i QoS.

Model ATM obejmuje trzy pierwsze warstwy modelu referencyjnego:

−

fizyczna (ATM Physical Layer) – nie definiuje konkretnego medium transmisyjnego,

−

ATM (ATM Layer) – obejmuje protokoły transmisji oraz routingu dla kanałów
wirtualnych,,

−

adaptacyjna ATM (ATM Adaptatin Layer) – definiuje metody podziału i składania
jednostek danych protokołów warstw wyższych do komórek ATM. Określa algorytmy
kontroli błędów i sterowania przepływem. Możliwości przełącznika ATM rozróżniamy
po liczbie i rodzaju zaimplementowanych funkcji warstwy AAL.

Rys. 17.

Model referencyjny OSI a model referencyjny ATM [18, s. 245]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Funkcje ALL:

−

AAL1 – transmisja danych ze stała szybkością (CBR – Constant Bit Rate),
synchronizacja przepływu danych, informacje o uszkodzeniach lub błędach w danych,

−

AAL2 – transmisja danych ze zmienną szybkością (VBR – Variable Bit Rate), informacja
o poziomie wypełnienia komórek,

−

AAL3/4 – transmisja danych wrażliwych na uszkodzenia i opóźnienia, tryb pracy
z wymianą komunikatów i drugi tryb pracy bez potwierdzeń,

−

AAL5 – optymalizacja transmisji i minimalizacja przeciążeń, korekcja błędów,
sygnalizacja wspomagająca protokoły IP i Frame Relay.
Ponadto w modelu ATM zostały wyodrębnione płaszczyzny:

−

użytkownika – funkcje transferu informacji użytkownik oraz sterowania przepływem,

−

sterowania – funkcje sygnalizacyjne odpowiedzialne za ustanawianie zarządzania
i rozłączanie połączeń,

−

zarządzania:
zarządzania warstwą – zarządza funkcjami specyficznymi dla warstw (np. detekcja

błędów i problemów związanych z protokołami),

zarządzanie płaszczyzną – koordynacja międzypłaszczyznowa.
Ruch ATM dzielimy na klasy:

−

klasa A – usługi połączeniowe ze stałą przepustowością CBR,

−

klasa B – usługi połączeniowe ze zmienną przepustowością VBR,

−

klasa C – usługi połączeniowe ze zmienną szybkością transmisji, bez synchronizacji

czasowej,

−

klasa D – usługi bezpołączeniowe ze zmienną szybkością transmisji, bez synchronizacji

czasowej.

Zestawienie funkcji warstwy ATM zawiera Tabela 1.

Tabela. 1. Funkcje warstw ATM [8, s. 382]

ISO/OSI Nazwa

warstwy
ATM

Podwarstwy ATM

Funkcje

7
6
5
4

Warstwy wyższe ISO

CS (Convergence Sublayer)

Podwarstwa zbieżności

AAL

SAR

(Segmentation

and

Reassembly)

Segmentacja i składanie

ATM

Sterowanie przepływem informacji
Generacja i wydzielanie nagłówka
Translacja

identyfikatora

ścieżki

(kanału)
Multipleksacja i demultipleksacja
komórek

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

(Transmission

Cinvergence

Sublayer)

podwarstwa

zbieżności

transmisji

Dopasowanie szybkości transmisji
komórek
Generowanie i weryfikacja nagłówka
komórki
Wydzielenie komórek ze strumienia
bitów
Adaptacja

ramki

transmisyjnej

Generowanie i odtwarzanie ramki
transmisyjnej

Warstwa
fizyczna

(Physical

Medium

Sublayer)

podwarstwa

medium fizycznego

Realizacja

podstawy

czasu

Zapewnienie łącza fizycznego

Zestawienie klas usług ATM zawiera Tabela 2

Tabela. 2. Klasy usług ATM [8, s. 382]

Klasa usług

Synchronizacja

Wymagana

pomiędzy

terminalami

Nie wymagana

Szybkość transmisji stałą

zmienna

Rodzaj połączenia

połączeniowy

Bezpołączeniowy

Warstwa AAL

AAL2

AAL3/4, 5

AAL3/4

W standardzie ATM funkcje odpowiedzialne za QoS (Quality of Service) zostały

podzielona na poziomy:

−

sterowania łączem – zestawianie (CAC – Connection Admission Control) i zwalnianie
połączenia, w przypadku gdy nie ma możliwości spełnienia wymagań co do jakości,
połączenie nie zostanie nawiązane,

−

kontrola połączenia – przydział zasobów podczas transmisji,

−

kontrola komórek – nadzorowanie nie przekraczania założonego transferu dla połączenia.
Istnieją dwie metody sterowania przeciążeniem:

−

wysyłanie od nadawcy komórki z ustawioną flagą EFCI (Explicite Congestion Indicato)
sygnalizującej zator,

−

wysyłanie do nadawcy sygnału ER (Explicit Rate) wraz z wartością określającą wielkość
zmniejszenia szybkości transmisji.
W sieci ATM jest wykorzystywana metoda routingu rozproszonego, w której każde

urządzenie dostępowe jest jednocześnie przełącznikiem i routerem, a wybór najlepszej trasy
dokonuje się za pomocą protokołu OSPF (Open Shortest Path First) lub MPOA (Multi
Protocol Over ATM).

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. W jaki sposób można wykorzystać sieć Switched w sieciach rozległych?
2. Jaka metoda komutacji jest wykorzystana w sieci Frame Relay?
3. W jaki sposób jest realizowane połączenie sieci LAN z siecią FR?
4. Jakie są zastosowania sieci Frame Relay?
5. Jakie są wady i zalety sieci FR?
6. W jakich warstwach modelu OSI działa sieć Frame Relay?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. Co oznaczają skróty DTE i DCE w technologii FR?
8. Jakie różnice są między PVC a SVC?
9. Jaka jest struktura ramki FR?
10. Jakie są etapy obsługi ramki FR?
11. Jakie rodzaje sygnalizacji są stosowane w sieciach FR?
12. Jakie statusy mogą przyjmować komunikaty dotyczące SVC?
13. Jakie statusy mogą przyjmować komunikaty dotyczące PVC?
14. Jakie są parametry transmisji sieci FR?
15. Czym charakteryzuje się technologia ATM?
16. Jaką postać posiada komórka ATM?
17. Jakie rodzaje interfejsów są stosowane w technologii ATM?
18. Jakie typy połączeń występują w sieci ATM?
19. Jakie rodzaje połączeń są wykorzystywane w technologii ATM?
20. W jaki sposób są identyfikowane kanały ścieżki w sieciach ATM?
21. Jakie typy komórek występują w technologii ATM?
22. Jakie rodzaje usług występują w sieciach ATM?
23. Jaka jest postać modelu standardu ATM?
24. Jakie rodzaje usług ALL są realizowane w technologii ATM?
25. Jakie klasy ruchu występują w sieciach ATM?
26. Jaki funkcje odpowiadają za QoS w sieciach ATM?
27. Jaka metoda routingu została zastosowana w technologii ATM?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy porównawczej technologii ATM i Frame Relay stosowanych w sieciach

rozległych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych charakterystyki sieci ATM i Frame Relay,
2) dokonać analizy porównawczej struktur fizycznych sieci w technologii ATM i FR,
3) dokonać analizy porównawczej usług sieci ATM i Frame Realay,
4) porównać wymagania obu sieci,
5) opracować i zapisać wyniki.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Zaprojektuj połączenie 4 sieci LAN w sieć rozległą w technologii Frame Relay.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis technologii Frame Relay,
2) przeanalizować założenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) określić topologię,
4) określić sprzęt niezbędny do realizacji połączenia,
5) opracować projekt sieci WAN,
6) uzasadnić poprawność zaprojektowanego rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci komputerowych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj połączenie 4 sieci LAN w sieć rozległą w technologii ATM.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis technologii Frame Relay,
2) przeanalizować założenia,
3) określić topologię,
4) określić sprzęt niezbędny do realizacji połączenia,
5) opracować projekt sieci WAN,
6) uzasadnić poprawność zaprojektowanego rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci komputerowych,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Wybierz optymalne rozwiązania budowy sieci WAN dla warunków z ćwiczenia 2

i wiczenia 3.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) oszacować koszty realizacji sieci WAN w technologii Frame Relay,
2) oszacuj koszty realizacji sieci WAN w technologii ATM,
3) oceń koszty eksploatacyjne dla obu rozwiązań,
4) wybierz optymalne rozwiązania,
5) uzasadnij wybór rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko komputerowe z dostępem administratorskim,

−

papier formatu A4, flamastry,

−

katalogi komponentów sieci komputerowych,

−

cenniki,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zastosować sieć Frame Relay w sieciach rozległych?



2) określić urządzenia stosowane w technologii Framre Relay?



3) scharakteryzować sieć Frame Relay?



4) wyjaśnić skróty: DTE, DCE, PVC i SVC?



5) wyjaśnić metodę transmisji danych w sieciach Frame Relay?



6) rozróżnić rodzaje sygnalizacji stosowane w sieciach Frame Relay?



7) określić status komunikatów dotyczących PVC i SVC?



8) określić parametry transmisji w sieciach Frame Relay?



9) scharakteryzować sieć ATM ?



10) rozróżnić rodzaje interfejsów stosowane w sieci ATM?



11) rozróżnić rodzaje i typy połączeń wykorzystywane w technologii

ATM?



12) rozróżnić rodzaje usług realizowanych w sieci ATM?



13) porównać funkcje ALL wykorzystywane w technologii ATM?



14) określić klasy ruchu występujące w ATM?



15) określić poziomy funkcji odpowiedzialnych za QoS w sieci ATM?



16) zastosować technologię ATM w sieciach hybrydowych WAN?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Protokoły stosowane w sieciach WAN

4.4.1. Materiał nauczania

Protokoły i usługi zdalnego dostępu.

Usługi wysokiego poziomu zapewniają zwiększoną funkcjonalność komunikacyjną oraz

umożliwiają użytkownikom i programom współpracę z automatycznymi usługami na
odległych maszynach oraz komunikację z odległymi użytkownikami. Protokoły
wysokopoziomowe są wykorzystywane w programach użytkowych i zależą od usług poziomu
sieci. Dzięki usłudze zdalnego dostępu RAS (Remote Access Server) użytkownik może
utworzyć sesję pracy na odległej maszynie a następnie wykonywać jej polecenia. Usługi RAS
podczas łączenia się z serwerami i systemami sieciowymi zapewniają takie same możliwości
jakie są dostępne w sieciach LAN. Usługa RAS jest wbudowana w większość systemów
operacyjnych i jest jedną z najważniejszych technologii świata komputerów. Usługa ta
wymaga zapewnienia połączenia między maszynami. Jedną z metod jest połączenie dial – up,
w którym wymagane jest zastosowanie protokołów standaryzujących sposób, w jaki każdy
koniec połączenia uzgadnia przepływ danych pomiędzy hostem a użytkownikiem. Przykład
takiego połączenia przedstawia rys. 18.

Rys. 18.

Połączenie użytkownik – host [18, s. 400]

Aby zainicjować zdalne połączenie, jedno z urządzeń końcowych wybiera numer (czyli

wywołuje) drugie urządzenie (hosta). Następnie modemy uzgadniają połączenie poprzez linię
telefoniczną i ustalany jest między nimi sygnał nośny, sygnały cyfrowe na porcie
wyjściowym modemu przekazują informację zwrotną do komputera użytkownika. Obecnie
TCP/IP jako główny pakiet protokołów transportowych zawiera protokoły dostępu do sesji
dial – up. Są to SLIP, PPP i PPTP.

Protokół SLIP (Serial Line Internet Protocol) działa na ustanowionym i stabilnym

połączeniu. Umożliwia on przekazywanie pakietów IP poprzez szeregowe połączenie
użytkownik – host. SLIP nie przekazuje informacji adresowych, co oznacza, że każdy
komputer (host i komputer użytkownika) musi znać adres drugiego, aby efektywnie przesyłać
między sobą pakiety IP. Protokół ten wymaga wolnego od błędów połączenia – zwłaszcza

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

podczas wywoływania systemu hosta. Nie posiada on mechanizmów kompresji, adresowania
czy kontroli błędów.

Protokół PPP (Point – to – Point Protocol), czyli protokół z punktu do punktu lub

protokół dwupunktowy przeznaczony jest do zapewnienia połączenia między dwoma
równoprawnymi urządzeniami przy wykorzystaniu portów szeregowych. Może być on
wykorzystywany do połączeń: dial – up użytkownik – host; host–host; host – router. Model
protokołu PPP przedstawia rys. 19.

Warstwa
OSI

Nazwa i opis protokołu

protokół warstwy sieciowej
(np. IP, IPX)
NCP – protokół sterowania siecią
(np. IPCP, IPXCP)
LCP – protokół sterowania łączem

HDLC – protokół wysokopoziomowego
sterowania łączem danych

protokoły warstwy fizycznej
(RS – 232, ISDN)

Rys. 19. Protokoły używane w PPP [8, s. 357]

Transport danych zapewnia protokół wysokopoziomowego sterowania łączem danych

HDLC (High – Level Data Link Control). Zapewnia on korekcję błędów oraz pozwala na
określenie początku i końca ramki.

Ponad HDLC pracuje protokół sterowania łączem LCP (Link Control Protocol), którego

zadaniem jest ustalenie parametrów dotyczących łącza danych: warunków połączenia,
sposobu uwierzytelniania i wykrywania błędów. Jednym z parametrów jest maksymalny
rozmiar datagramu, jaki jedna ze stron zgodziła się przyjąć.

Protokół PPP posiada funkcje uwierzytelniania (autoryzacji) klienta przez serwer

i serwera przez klienta. Zadania te są realizowane przez protokoły:

−

PAP (Password Authentication Protocol) – protokół uwierzytelniania hasłem, którego
wadą jest przesyłanie haseł otwartym tekstem,

−

CHAP (Challenge Handshake Autentication Protocol) – protokół uwierzytelniania przez
uzgonione hasło, które jest zakodowane według algorytmu MD5.
Negocjacje parametrów protokołu przenoszonego przez PPP dokonuje protokół

sterowania siecią NCP (Network Control Protocol).

Ramka protokołu PPP ma postać przedstawioną na rys.20.

Długość

1 B

2 B

zmienny

Znaczen
ie

flaga

adres

sterowanie typ protokołu

dane

FCS

Rys. 20. Ramka PPP [8, s. 358]

Pola ramki:

−

flaga – zawiera znacznik początku i końca ramki,

−

adres – adres przeznaczenia, najczęściej jest to adres rozgłoszeniowy 11111111,

−

sterowanie – określa sposób sterowania; dla usług bezpołączeniowych jest to LLC,

−

protokół – określa typ protokołu warstwy wyższej przenoszonego przez ramkę,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

FCS (Frame Check Sequence) – suma kontrolna używana podczas kontroli poprawności
transmisji.
Protokół tunelowania punktowego PPTP umożliwia użytkownikom usług połączeń

zdalnych połączyć się z systemem hosta, znajdującym się w dowolnym punkcie sieci.
Umożliwia on firmom konfigurowanie wirtualnych sieci prywatnych i utworzenie Internetu
w Internecie. Użytkownik RAS może wykorzystać protokół PPTP do bezpiecznego łączenia
się poprzez Internet z prywatną siecią jako klient zdalnego dostępu. Sposób konfiguracji
wirtualnych sieci prywatnych w Internecie przez protokół PPTP przedstawia rys. 21.

Rys. 21. Protokół PPTP i sieci VPN [18, s. 413]

Proces rozpoczyna się gdy użytkownik usługi RAS łączy się modemowo z lokalnym

dostawcą usług internetowych. Połączenie to korzysta z protokołu PPP dal ustanowienia
połączenie i zakodowania pakietów danych. Następnie protokół PPTP tworzy połączenie
sterujące między użytkownikiem RAS a oddalonym serwerem PPTP w sieci Internet.
Ostatecznie PPTP tworzy datagramy IP, zawierające zakodowane pakiety PPP, które są
przesyłane tunelem PPTP do serwera PPTP. Serwer demontuje datagramy IP i dekoduje
pakiety PPP, a następnie trasuje zdekodowane pakiety do wirtualnej sieci prywatnej.

Protokół TCP/IP

Model protokołu TCP/IP składa się z następujących warstw:

−

aplikacji,

−

transportowa,

−

internetowa,

−

dostępu do sieci.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Warstwa aplikacji obsługuje protokoły wysokopoziomowe oraz obsługuje zagadnienia

związane z reprezentacją danych, kodowaniem i sterowaniem konwersją. Zapewnia ona
odpowiednie przygotowanie danych przed przekazaniem ich do następnej warstwy.

Rys. 22.

Protokóły warstwy aplikacji zestawu protokołów TCP/IP [opracowanie
własne]

Zestaw protokołów TCP/IP zawiera specyfikacje protokołów warstwy internetowej,

transportowej oraz powszechnie używanych aplikacji. W skład zestawu TCP/IP wchodzą
protokoły przesyłania plików, poczty elektronicznej i zdalnego logowania oraz:

−

protokół FTP (File Transfer Protocol) – jest niezawodną usługą zorientowaną
połączeniowo, używającą protokołu TCP do przesyłania danych pomiędzy systemami
korzystającymi z FTP. Umożliwia on dwukierunkowe przesyłanie plików binarnych
i tekstowych,

−

protokół TFTP (Trivial File Transfer Protocol) – protokół ten jest bezpołączeniową
usługą, która wykorzystuje protokół UDP.

−

protokół NFS (Network File System) – jest zestawem protokołów rozproszonego systemu
plików, który umożliwia korzystanie z plików znajdujących się na zdalnych urządzeniach
pamięciowych np. dyskach sieciowych,

−

protokół SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – odpowiada za przesyłanie poczty
elektronicznej pomiędzy komputerami w sieci,

−

protokół Telnet (Terminal emulation) – umożliwia zdalny dostęp do innego komputera.
Pozwala na zalogowanie użytkownika na hoście zdalnym i wykonywanie poleceń.

−

protokół SNMP (Simple Network Management Protocol) – umożliwia monitorowanie I
sterowanie urządzeniami sieciowymi, zarządzanie konfiguracją, zbieranie danych
statystycznych oraz zarządzanie wydajnością i zabezpieczeniami,

−

protokół DNS (Domain Name System) – w Internecie jest używany do tłumaczenia nazw
domen i należących do nich publicznie dostępnych węzłów sieciowych na adresy IP.
Warstwa transportowa zapewnia usługi przesyłania danych z hosta źródłowego do hosta

docelowego. Ustanawia ona logiczne połączenie pomiędzy punktami końcowymi w sieci,
czyli urządzeniem wysyłającym i urządzeniem odbierającym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 23. Protokóły warstwy transportowej zestawu protokołów TCP/IP [opracowanie własne]

Do funkcji protokołów transportowych należy dzielenie i scalanie danych wysłanych

przez warstwę aplikacji w jeden strumień danych przesyłanych między hostami końcowymi,
tworzący logiczne połączenie. Strumień danych obsługuje transport end – to – end.
Podstawowym zadaniem warstwy transportowej jest kontrola typu end – to – end, zapewniana
przez okna przesuwne, potwierdzenia, i niezawodność w stosowaniu kolejnych numerów
pakietów. Do protokołów tej warstwy należą TCP i UDP. Do usług transportowych
zaliczamy:

−

dzielenie danych aplikacji warstwy wyższej – występuje w TCP i UDP,

−

wysyłanie segmentów z jednego urządzenia końcowego do innego – występuje w TCP
i UDP,

−

ustanawianie połączenia typu end –to – end – występuje w TCP,

−

kontrola przepływu zapewniana przez okna przesuwne – występuje w TCP,

−

niezawodność zapewniana przez numery sekwencyjne i potwierdzenia – występuje
w TCP.
Zadaniem warstwy Internetu jest wybieranie najlepszej ścieżki dla pakietów przesyłanych

w sieci. Podstawowym protokołem tej warstwy jest protokół IP (Internet Protocol). W tej
warstwie następuje określenie najlepszej ścieżki i przełączanie pakietów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 24. Protokóły warstwy internet zestawu protokołów TCP/IP [opracowanie własne]

Do protokołów warstwy Internetu należą:

−

protokół IP – zapewnia usługę bezpołączeniowego dostarczania pakietów wykorzystując
dostępne środki, nie analizuje on zawartości pakietu, tylko wyszukuje ścieżkę do miejsca
docelowego,

−

protokół ICMP (Internet Control Message Protocol) – zapewnia funkcje kontrolne
i informacyjne,

−

protokół ARP (Address Resolution Protocol) – odpowiada za odnalezienie adresu
warstwy łącza danych MAC dla znanego adresu IP,

−

protokół RARP (Reverse Address Resolution Protocol) – odnajduje adres IP dla znanego
adresu MAC.
Zadania protokołu IP:

−

definiowanie formatu pakietu i schematu adresowania,

−

przesyłanie danych pomiędzy warstwą internetową i warstwą dostępu do sieci,

−

kierowanie pakietów do zdalnych hostów.
Protokół IP nie wykrywa i nie koryguje błędów. Funkcje te są wykonywane przez

protokoły z warstw wyższych, transportowej i aplikacji.

Warstwa dostępu do sieci jest często nazywana warstwą interfejsu sieciowego.

Odpowiada ona za wszystkie zagadnienia związane z tworzeniem łącza fizycznego służącego
do przekazywania pakietu IP do medium sieciowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 25. Protokóły warstwy dostępu do sieci zestawu protokołów TCP/IP [opracowanie własne]

Obejmuje ona szczegółowe rozwiązania dotyczące technologii sieciowych WAN i LAN,

wraz ze szczegółami dotyczącymi warstw łącza danych i fizycznej. Na poziomie tej warstwy
działają sterowniki aplikacji, modemów i innych urządzeń. Warstwa ta definiuje funkcje
umożliwiające korzystanie ze sprzętu sieciowego i dostęp do medium transmisyjnego.
Przykładem protokołów tej warstwy są standardowe protokoły modemowe SLIP (Serial Line
Internet Protocol) i PPP (Point – to – Point Protocol), umożliwiające dostęp do sieci za
pośrednictwem połączenia modemowego. Warstwa dostępu do sieci odpowiada między
innymi za odwzorowywanie adresów IP na adresy sprzętowe i enkapsulację pakietów IP
w ramki. Definiuje ona również połączenie z fizycznym medium sieci w zależności od
rodzaju sprzętu i interfejsu sieciowego.

Aby systemy mogły się komunikować w sieci muszą mieć możliwość zidentyfikowania

i odnalezienia siebie nawzajem. Zasadę grupowanie adresów dwóch sieci A i B przedstawia
rys. 26.

Rys. 26.

Grupowanie adresów dwóch sieci [opracowanie własne]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W przypadku gdy komputer jest przyłączony do więcej niż jednej sieci, musi on mieć

przypisanych więcej niż jeden adres. Ilość adresów jest określono przez ilość sieci, do których
dołączony jest komputer. Każdemu komputerowi w sieci TCP/IP trzeba przypisać unikatowy
identyfikator, czyli adres IP, który pozwoli na zidentyfikowanie maszyny w sieci. Adres IP
jest sekwencją zer i jedynek, który zapisuje się w postaci czterech trzycyfrowych liczb
dziesiętnych oddzielonych kropkami. Każdy adres IP v.4 jest 32 bitowy i składa się z dwóch
części. Jedna identyfikuje sieć, do której dołączony jest komputer a druga ten komputer.
Strukturę hierarchii adresów przedstawia rys. 27.

Rys. 27.

Struktura hierarchiczna adresów internetowych [opracowanie własne]

Adresy IP podzielone są na klasy. Klasę do jakiej należy dany adres określa się na

podstawie wartości N pierwszego bajtu adresu IP według poniższej zasdy:

N < 127

klasa A

128 ≤ N < 191

klasa B

192 ≤ N < 223

klasa C

Klasa D została utworzona w celu umożliwienia rozsyłania grupowego przy użyciu

adresów IP. Adres rozsyłania grupowego jest unikatowym adresem sieciowym, który kieruje
pakiety o tym adresie docelowym do zdefiniowanej wcześniej grupy adresów IP. Pierwsze
cztery bity adresu klasy D muszą być równe 1110. Zdefiniowano także klasę E, która jest
zarezerwowana na potrzeby badawcze a pierwsze cztery bity adresu tej klasy mają zawsze
wartość 1111.

Niektóre adresy hostów są zarezerwowane i nie można ich przypisywać urządzeniom

w sieci. Są to adresy specjalne:

−

adres sieci,

−

broadcast,

−

adres całej sieci Internet 0.0.0.0,

−

adres pętli (loop – back address) 127.0.0.0,

−

multicast – pierwszy bajt z zakresu od 224 do 239,

−

adresy zarezerwowane – pierwszy bajt powyżej wartości 239,

−

pewna grupa adresów zarezerwowana dla Intranetów w sieciach LAN.
Adresy te są nieroutowalne, ponieważ pakiety z takich sieci nie powinny być

przekazywane przez routery.

Zakres adresów IPv4 został szybko wykorzystany i wprowadzono nowy system

adresowania, zwany bezklasowym routowaniem międzydomenowym CIDR (Classless
Inter_Domain Routing). Wraz z CIDR wprowadzono pojęcie maski sieci określającą adres

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

sieci. Host jest określany przez parę adresów: adres IP hosta i maskę sieci. Innym
rozwiązaniem zwiększenia ilości adresów było wprowadzenie protokołu IPv6. główne różnice
pomiędzy IPv6 a IPv4 to:

−

zwiększenie długości adresów do 128 bitów, co zwiększyło liczbę (2

128

) możliwych do

przydzielenia adresów,

−

nowy typ adresów – anycast (jeden z wielu) – odbiorcą datagramu jest jeden host
z grupy,

−

uproszczono format nagłówka, co znacznie zmniejszyło czas przetwarzania datagramu
przez urządzenie sieciowe,

−

zapewniono lepsze wsparcie dla sterowania przepływem danych w czasie rzeczywistym
QoS (Quality of Service) – wprowadzono etykiety kategorii ruchu,

−

zwiększono elastyczność w konstruowaniu pól opcjonalnych w nagłówku,

−

podwyższono poziom zabezpieczeń dzięki mechanizmom uwierzytelniania i szyfrowania,

−

nowe węzły sieci mogą utworzyć konfigurację własnych adresów i parametrów bez
angażowania serwera DHCP na podstawie własnego adresu MAC.
Adres IPv6 zapisywany jest jako ciąg ośmiu szesnastobitowych liczb w systemie

szesnastkowym, opcjonalnie oddzielonych dwukropkiem, np. FF01:0:0:0:564: EFDC:0:88.

W IPv6 zdefiniowano trzy rodzaje adresów:

−

unicast – komunikacja punkt – punkt,

−

anycast – komunikacja z najbliższym urządzeniem z grupy urządzeń,

−

multicast – komunikacja z wieloma urządzeniami z grupy urządzeń.
Zostały wydzielone specjalne klasy adresów unicast:

−

związany z dostawcą usług internetowych,

−

neutralny,

−

związany z protokołem IPX,

−

związany z przejściem z protokołu IPv4,

−

Link – Local – Use,

−

Site – Local – Use.
Przypisanie adresu może być statyczne lub dynamiczne. W statycznym przypisaniu

adresów, administrator ręcznie przypisuje i zarządza adresami IP każdego urządzenia w sieci.
Może być stosowane tylko w małych sieciach. Dynamiczne przypisywanie adresów IP to:

−

przypisywanie adresów za pomocą protokołu RARP (Reverse Address Resolution
Protocol) – protokół RARP przypisuje znanemu adresowi MAC adres IP,co pozwala
urządzeniom sieciowym enkapsulować dane przed wysłaniem ich do sieci,

−

przypisywanie adresów za pomocą protokołu BOOTP (Bootstrap Protocol) – działą
w środowisku klient – serwer i wymaga tylko jednej wymiany pakietów so pobrania
informacji o adresie IP, pakiety BOOTP oprócz adresu IP mogą zawierać adres routera,
adres serwera oraz informacje zależne od producenta sprzętu. Aby użyć tego protokołu
administrator tworzy plik konfiguracyjny zawierający parametry dla każdego urządzenia.
Administrator musi dodawać do niego hosty i zarządzać bazą danych BOOTP.

−

przypisywanie adresów za pomocą protokołu dynamicznej konfiguracji hostów DHCP
(Dynamic Host Configuration Protocol) pozwala hostowi pobrać adres IP dynamicznie ze
zdefiniowanych zakresów adresów IP na serwerze DHCP. Host, przyłączając się do sieci,
kontaktuje się z serwerem DHCP i żąda przypisania adresu, serwer wybiera adres
i wydzierżawia go hostowi.

Urządzenia sprzęgów międzysieciowych

Urządzenia umożliwiające połączenie sieci LAN do struktury sieci WAN to:

−

routery – urządzenia warstwy sieciowej modelu OSI,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

koncentratory z możliwością dołączenia do innego koncentratora,

−

mosty,

−

przełączniki (switches).
Urządzeniami dostępu w sieciach WAN są routery, które działają na poziomie warstwy

trzeciej modelu OSI. Składają się one z protokołów routowanych i protokołów routingu.

Do funkcji protokołów routowanych należą:

−

zastosowanie dowolnego zestawu protokołów dostarczającego wystarczającej ilości
informacji w adresie warstwy sieci, aby umożliwić routerowi przesłanie danych do
następnego urządzenia, a w konsekwencji do celu,

−

zdefiniowanie formatu i sposobu wykorzystania pól wewnątrz pakietu.
Przykładowymi protokołami routowanymi są: IPX (stosowany w rozwiązaniach firmy

Novell) i IP.

Routery wykorzystują protokoły routingu w celu wymiany informacji i tablic routingu.

Protokoły routingu umożliwiają routerom prowadzenie routingu w ramach protokołów
routowanych.

Do funkcji protokołów routingu należą między innymi:

−

dostarczanie procesów pozwalających na współdzielenie informacji o trasach,

−

umożliwienie komunikacji między routerami w celu aktualizacji i utrzymywania tablic
routingu,
Przykładami protokołów routingu obsługujących protokół IP są protokoły RIP (Routing

InformationProtocol), IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), OSPF (Open Shortest Path
First), BGP (Border Gateway Protocol) oraz EIGRP (Enhanced IGRP).

Określanie ścieżki odbywa się na poziomie warstwy sieci. Funkcja określania ścieżki

pozwala routerowi na porównanie adresu odbiorcy z dostępnymi trasami zawartymi w tablicy
routingu i na wybór najlepszej ścieżki.

Routery mogą zdobyć informacje na temat dostępnych tras za pomocą routingu

statycznego lub dynamicznego. Trasy skonfigurowane ręcznie przez administratorów sieci
określane są mianem tras statycznych. Trasy, o których informacje zostały otrzymane od
innych routerów za pomocą protokołu routingu, określane są mianem tras dynamicznych.

Routery wykorzystują proces określania ścieżki w celu podjęcia decyzji dotyczącej portu,

przez który należy wysłać nadchodzący pakiet, aby dotarł do swego adresata. Proces ten
nazywany jest także routingiem pakietów. Każdy router na drodze przesyłanego pakietu
nazywany jest przeskokiem. Liczba przeskoków jest długością drogi. Router określa, przez
który port wyjściowy należy wysłać pakiet. Decyzje podejmowane przez routery bazują na
obciążeniu, szerokości pasma, opóźnieniu, koszcie i niezawodności łącza sieci.

Podczas określania trasy dla każdego pakietu wykonywane są następujące czynności:

−

router porównuje adres IP z otrzymanego pakietu ze swoimi tablicami IP,

−

z pakietu pobierany jest adres docelowy,

−

w odniesieniu do adresu docelowego stosowana jest maska pierwszego wpisu z tablicy
routingu,

−

zamaskowany adres docelowy i wpis w tablicy routingu są ze sobą porównywane,

−

jeżeli wartości te są równe, pakiet jest przesyłany do portu odpowiadającego wpisowi
w tablicy,

−

w przypadku braku zgodności sprawdzany jest kolejny wpis w tablicy,

−

jeżeli pakietowi nie odpowiada żaden wpis z tablicy routingu, router sprawdza, czy
została ustawiona trasa domyślna,

−

jeśli tak, pakiet zostaje przesłany przez przypisany jej port. Trasa domyślna to trasa
skonfigurowana przez, administratora sieci, którą wysyłane są pakiety, gdy nie zostanie
znaleziony odpowiadający im wpis w tablicy routingu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

jeśli nie istnieje domyślna trasa, pakiet jest odrzucany. Zazwyczaj do nadawcy wysyłana
jest wiadomość zwrotna informująca, że odnalezienie punktu docelowego było
niemożliwe.
Routery wykorzystują protokoły routingu w celu tworzenia i utrzymywania tablic

routingu zawierających informacje dotyczące tras. Wspomaga to proces określania ścieżki.
Protokoły routingu powodują wypełnienie tablic routingu różnymi informacjami dotyczącymi
tras. Informacje te różnią się w zależności od zastosowanego protokołu. Tablice routingu
zawierają informacje niezbędne do przesyłania pakietów danych przez połączone ze sobą
sieci. Urządzenia warstwy 3 łączą domeny rozgłoszeniowe lub sieci LAN. Aby przesyłanie
danych mogło się odbywać, wymagany jest hierarchiczny schemat adresowania.

W tablicach routingu zarejestrowane są następujące dane:

−

typ protokołu – typ protokołu routingu, na podstawie którego został utworzony wpis
w tablicy,

−

Odniesienia do punktu docelowego/następnego przeskoku – odniesienia informujące
router o tym, że punkt docelowy jest połączony z routerem bezpośrednio lub że może on
zostać osiągnięty poprzez kolejny router, zwany następnym przeskokiem na drodze do
punktu docelowego. Kiedy router otrzymuje pakiet, sprawdza adres docelowy,
a następnie próbuje odszukać odpowiadający mu wpis w tablicy routingu,

−

metryki routingu – różne protokoły routingu używają różnych metryk routingu. Metryki
routingu służą do określania zasadności wyboru danej trasy. Na przykład protokół RIP
(Routing Information Protocol) wykorzystuje liczbę przeskoków jako jedyną metrykę
routingu. W protokole IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) w celu obliczenia
złożonej metryki używana jest kombinacja metryk szerokości pasma, obciążenia,
opóźnienia i niezawodności,

−

interfejsy wyjściowe – interfejsy, przez które należy wysłać dane w celu dostarczenia ich
do punktu docelowego.
Aby utrzymać tablice routingu, routery komunikują się między sobą, przekazując

wiadomości dotyczące aktualizacji tras. Niektóre protokoły routingu cyklicznie wysyłają
wiadomości aktualizacyjne, inne natomiast wysyłają te wiadomości tylko w wypadku zmiany
topologii sieci. Niektóre protokoły przesyłają pełne tablice routingu w każdej wiadomości,
natomiast inne przesyłają tylko informacje na temat zmienionych tras. Router tworzy
i utrzymuję swoją tablicę routingu na podstawie aktualizacji tras uzyskiwanych od sąsiednich
routerów.

Protokoły routingu mogą być przypisane do rodziny protokołów IGP lub EGP,

w zależności od tego, czy grupa routerów jest objęta wspólną administracją, czy też nie.
Protokoły z rodziny IGP mogą zostać dalej podzielone na protokoły wektora odległości
i protokoły stanu łącza. W rozwiązaniach opartych na wektorze odległości określana jest
odległość oraz kierunek, wektor, do dowolnego łącza w intersieci. Odległością może być
liczba przeskoków do łącza. Routery korzystające z algorytmów routingu działających na
podstawie wektora odległości cyklicznie przesyłają do routerów sąsiadujących wszystkie
pozycje swoich tablic routingu lub ich część. Proces ten odbywa się nawet wtedy, gdy w sieci
nie wystąpiły żadne zmiany. Po otrzymaniu aktualizacji trasy router może sprawdzić
wszystkie znane trasy i wprowadzić zmiany w swojej tablicy routingu. Informacje o sieci,
którymi dysponuje router, opierają się na danych uzyskanych od sąsiadujących routerów.

Protokoły wektora odległości to:

−

protokół RIP (Routing Information Protocol) — najczęściej stosowany w Internecie
protokół z rodziny IGP. Protokół RIP wykorzystuje liczbę przeskoków jako jedyną
metrykę,

−

Protokół IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) — protokół z rodziny IGP
opracowany przez firmę Cisco w celu rozwiązania problemów związanych z procesem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

routingu w dużych sieciach heterogenicznych,

−

protokół EIGRP (Enhanced IGRP) — protokół z rodziny IGP będący własnością firmy
Cisco. Wykorzystuje on wiele funkcji protokołu stanu łącza i określany jest mianem
zrównoważonego protokołu hybrydowego, jednak w rzeczywistości jest to
zaawansowany protokół routingu oparty na wektorze odległości.
Protokoły routingu z wykorzystaniem stanu łącza zostały zaprojektowane w celu

eliminacji ograniczeń protokołów routingu opartych na wektorze odległości. Protokoły
routingu z wykorzystaniem stanu łącza szybko reagują na zmiany w sieci poprzez wysyłanie
wyzwalanych aktualizacji jedynie po wystąpieniu takich zmian. Protokoły routingu
z wykorzystaniem stanu łącza wysyłają okresowe aktualizacje, zwane także odświeżaniem
stanu łącza, co pewien dłuższy czas, na przykład co 30 minut. Gdy trasa lub łącze ulegnie
zmianie, urządzenie, które wykryło zmianę, tworzy ogłoszenie o stanie łącza LSA (link –
state advertisement) dotyczące tego łącza. Ogłoszenie LSA jest następnie wysyłane do
wszystkich sąsiednich urządzeń. Każde urządzenie prowadzące routing odbiera kopię
ogłoszenia LSA, dokonuje aktualizacji swojej bazy danych stanów łączy i przesyła ogłoszenie
LSA do wszystkich sąsiednich urządzeń. Rozgłaszanie LSA jest niezbędne, aby
zagwarantować, że wszystkie urządzenia prowadzące routing przed aktualizacją tablic
routingu utworzą bazy danych ściśle odzwierciedlające topologię sieci. Algorytmy routingu
według stanu łącza wykorzystują swoje bazy danych do utworzenia pozycji tablicy routingu
zawierających najkrótsze ścieżki. Przykładami protokołów z wykorzystaniem stanu łącza
mogą być protokoły OSPF (Open Shortest Path First) oraz IS – IS (Intermediate System – to –
Intermediate System).

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie zastosowania posiadają usługi zdalnego dostępu?
2. Czym charakteryzuje się usługa RAS?
3. Jakie są etapy zestawiania połączeń dial – up?
4. Jakie protokoły są wykorzystywane w usłudze zdalnego dostępu?
5. Jakie funkcje realizuje protokół SLIP
6. Czym charakteryzuje się protokół PPP?
7. W jakich połączeniach jest wykorzystywany protokół PPP?
8. Jakie funkcje realizuje protokół HDLC?
9. Jakie jest sposób realizacji uwierzytelniania w protokole PPP?
10. Jaka jest postać ramki PPP?
11. Czym charakteryzuje się protokół PPTP?
12. Jakie ma zastosowania protokół PPTP?
13. Z jakich warstw składa się model protokołu TCP/IP?
14. Jakie funkcje realizuje warstwa aplikacji modelu TCP/IP?
15. Jakie protokoły pracują w warstwie aplikacji modelu TCP/IP?
16. Jakie funkcje realizuje warstwa transportowa protokołu TCP/IP?
17. Jakie usługi realizuje warstwa transportowa protokołu TCP/IP?
18. Jakie są zadania warstwy Internetu protokołu TCP/IP?
19. Jakie protokoły pracują w warstwie Internetu modelu TCP/IP?
20. Jakie są zadania protokołu IP?
21. Jakie funkcje realizuje warstwa dostępu do sieci?
22. Jaką postać ma adres IPv4?
23. W jakim celu stosuje się adresy IP?
24. Jakie są klasy adresów IP?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25. Które adresy zalicza się do adresów specjalnych?
26. W jakim celu zastosowano CIDR?
27. Jaka jest postać adresów IPv6?
28. Jakie rodzaje adresów zostały zdefiniowane w protokole IPv6?
29. Jakie klasy adresów unicast występują w protokole IPv6?
30. Jakie protokoły są wykorzystywane w dynamicznym przypisywaniu adresów?
31. Jakie urządzenia są stosowane do połączenia sieci LAN w sieć rozległą?
32. Jakie funkcje realizują protokoły routowalne?
33. Które protokoły należą do protokołów routowalnych?
34. Jakie funkcje realizują protokoły routingu?
35. Które protokoły należą do protokołów routingu?
36. Jakie czynności są realizowane w celu określenia trasy dla pakietu?
37. Jakie informacje są rejestrowane w tablicach routingu?
38. Czym różnią się protokoły wektora odległości od protokołów stanu łącza?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj kontrolę antywirusową wskazanych przez nauczyciela zasobów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis programów antywirusowych,
2) wybrać z dostępnych zasobów narzędzie do wykonania kontroli antywirusowej
3) zlokalizować zasoby określone do testowania,
4) wykonać kontrolę,
5) zachować wyniki kontroli,
6) zapisać wnioski i uzasadnić je.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z zainstalowanymi programami antywirusowymi i zasobami do
testowania,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Wykonaj analizę porównawczą protokołów wykorzystywanych w połączeniach dial – up.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis protokołów SLIP, PPP i PPTP,
2) dokonać analizy funkcjonowania poszczególnych protokołów,
3) zapisać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Uzupełnij brakujące adresy IP na niżej zamieszczonym rysunku.

Rysunek do ćwiczenia 2.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opisu adresów IP,
2) przeanalizować zamieszczoną na rysunku do ćwiczenia strukturę hierarchiczną adresów.
3) określić i zapisać brakujące adresy IP,
4) uzasadnić poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Uzupełnij tablice routingu dla sieci zamieszczonej na rysunku do ćwiczenia.

Rysunek do ćwiczenia 3.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis tablic routingu,
2) określić parametry tablic routingu,
3) przypisać odpowiednie wartości parametrom,
4) uzupełnij zapisy w tablicach routingu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 5

Podaj możliwe zapisy w tablicy routingu E0 dla trasy oznaczonej czerwonymi strzałkami.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis tablic routingu,
2) określić parametry tablic routingu,
3) przypisać odpowiednie wartości parametrom.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wyjaśnić istotę usługi zdalnego dostępu?



scharakteryzować protokół SLIP?



scharakteryzować protokół PPP?



wyjaśnić zasady uwierzytelniania zastosowane w protokole PPP?



wyjaśnić różnice między protokołami SLIP i PPP?



scharakteryzować protokół PPTP?



scharakteryzować protokoły zestawu TCP/IP?



wyjaśnić zasady adresowania IPv4?



określić różnice między protokołem IPv4 a IPv6?



10) wyjaśnić pojęcia: maska sieci, broadcast, unicast?



11) wyjaśnić zasady konfigurowania protokołu TCP/IP?



12) wyjaśnić różnice między protokołami routowalnymi a protokołami

routing?



13) wyjaśnić różnice między routingiem statycznym a routingiem

dynamicznym?



14) skonfigurować router?



15) scharakteryzować funkcje realizowane przez urządzenia sprzęgów

międzysieciowych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Typy sieci WAN

4.5.1. Materiał nauczania

Sieć Internet

Internet jest to sieć sieci, globalna sieć wykorzystująca protokół IP, łącząca ze sobą

wszystkie rodzaje sieci. Zaczątkiem jej była sieć ARPANET, która rozrastała się poprzez
dołączanie nowych podsieci w uniwersytetach, przedsiębiorstwach, bankach i innych, mniej
formalnych wspólnotach użytkowników a z biegiem czasu przyjęła nazwę Internet. Internet to
najbardziej rozbudowana struktura sieci i podsieci, połączonych ze sobą zgodnie
z zasadami protokołu TCP/IP. Sprawy organizacyjne Internetu i wprowadzania nowych
standardów są zadaniem i przywilejem organizacji Internet Advisory Board.

Internet jest systemem sieci połączonych ze sobą za pomocą bram (gateway).Gatewey

jest to system sprzętowo programowy, pełniący funkcje przekaźnikowe między sieciami.
Sieci łączone ze sobą śluzami nazywane są często podsieciami. Protokół TCP/IP przewiduje
połączenie poszczególnych podsieci wyłącznie za pomocą śluz. Z punktu widzenia śluzy,
podsieć stanowi całość – pakiety zawsze są przesyłane do konkretnej sieci, a nie do
konkretnego komputera. Śluza jest całkowicie nie widoczna dla aplikacji użytkownika.

Najczęściej spotykanym modelem Internetu jest model czterowarstwowy zawierający

warstwy:

−

podsieci – najniższa warstwa, w której działają poszczególne podsieci lokalne łączone
z Internetem,

−

współpracy międzysieciowej – w warstwie tej realizuje się łączność między
poszczególnymi podsieciami za pomocą śluz, dane między śluzami są przesyłane tak
długo, aż osiągną śluzę wiodącą do sieci docelowej, w warstwie tej pracuje protokół IP,

−

protokołu usługodawcy – za pomocą protokołu TCP i innych, realizuje komunikację
pomiędzy poszczególnymi składnikami w sieci zapewniając poprawność i wiarygodność
przesyłanych danych,

−

usług aplikacyjnych – odpowiada za realizację interfejsów użytkownika na potrzeby
aplikacji, w warstwie tej realizowana jest między innymi poczta elektroniczna, zdalny
transfer plików, zdalny dostęp do komputerów.
Adresy IPv4 czy też IPv6 nie są wygodną dla internautów formą identyfikowania sieci

i urządzeń, dlatego też wprowadzono czytelne nazwy, związane zwykle z firmami –
właścicielami sieci. Mechanizm odwzorowania adresów mnemonicznych postaci na adresy IP
zapewnia system Obsługi Nazw Domen, nazywany w skrócie DNS (Domain Name Sernice).
DNS posiada strukturę hierarchiczną. Pierwszym stopniem podziału sieci jest podział
w oparciu o ich zastosowania. Najbardziej znane kategorie to:

−

arpa – identyfikacja sieci ARPANET,

−

com – zastosowanie komercyjne,

−

edu – szkolnictwo i instytucje oświatowe,

−

gov – rząd i agendy rządowe,

−

mil – zastosowania wojskowe,

−

net – sieci używane przez dostawców Internetu,

−

org – kategorie inne niż wymienione,
Ponadto możliwe jest dołączenie oznacznika kraju np. pl dla Polski.
Drugim poziomem podziału jest podział na domeny, które identyfikują podsieć w ramach

kategorii. Dalsze stopnie podziału nazywane są poddomenami lub subdomenami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sieć Intranet

Intranet jest to sieć oferująca funkcje podobne do Internetu, lecz działającą w węższym

zakresie, najczęściej jednego przedsiębiorstwa. Nie musi być ograniczona geograficznie ale
zazwyczaj jest oddzielona od Internetu i nie świadczy usług na zewnątrz firmy. Posiada ona
ogromne znaczenie w komunikacji wewnątrz firmy. Intranet zapewnia pracownikom dostęp
przez strony WWW do różnorodnych firmowych baz danych (finansowo – księgowych,
kadrowych, sprzedażowych), dokumentów, zarządzeń, często też systemu zgłaszania awarii.
W zależności od wymaganej funkcjonalności, jego możliwości mogą rosnąć. Tworzenie
Intranetu należy do zadań administratora sieci.

Kluczową technologią, która umożliwiła wdrożenie Intranetu, była hiperłączalność sieci

WWW. Składa się na nią kombinacja protokołów, języków programowania i uniwersalnych
mechanizmów prezentacji, które umożliwiają programom wykonywalnym sieci WWW
działanie na prawie każdej platformie fizycznej. Jest to możliwe dzięki temu, że programy
sieci WWW używają programowo – sterowanego środowiska, czyli przeglądarki. Protokół
transferu hipertekstowego (widoczny jako polecenia http przeglądarki) został opracowany
w celu ułatwienia poszukiwania informacji znajdujących się w Internecie. Udostępnia on
zawartość Internetu na kliknięcie myszki. Hipertekst zastąpił proste żądania protokołu FTP.

Szybki rozwój Intranetu i jego popularność w firmach wymusił na firmach tworzących

bazy danych aby wyposażyły swoje produkty w interfejsy API oraz oprogramowanie
pośrednie umożliwiające użytkownikom wydobywanie danych z baz danych za pomocą
przeglądarek. Obecnie wewnętrzne sieci IP WAN stały się sieciami intranetowymi
obsługującymi procesy w przedsiębiorstwach.

Sieci IP WAN, a zatem i Intranety, muszą być w szczególny sposób chronione, a ich

zasoby udostępniane nawet w przedsiębiorstwie zgodnie z określonymi kompetencjami
pracowników. Jako mechanizm ochrony dostępu na granicy sieci IP WAN i Intranetu
instalowany jest zazwyczaj serwer bezpieczeństwa „firewall”

Dziś przeglądarki są uniwersalnymi warstwami prezentacji dla wszystkich aplikacji

interaktywnych.

Sieć Ekstranet

Ekstranet są to Intranety połączone bezpiecznymi połączeniami poprzez Internet.

Ekstranet umożliwia łatwiejszy i szybszy dostęp do publikowanych przez nas informacji dla
naszych partnerów handlowych czy koordynację zamówień produktów.
Sieci Ekstranet selektywnie integrują dwie lub więcej sieci Intranet w celu realizacji
określonych zadań. Tworzenie Ekstranetu polega na łączeniu sieci poszczególnych
użytkowników, zwłaszcza przy użyciu protokołu IP lub innego protokołu otwartego, które
powoduje udostępnienie całej zawartości obu Intranetów z obszaru każdej z połączonych
sieci. Każde zaniedbanie w zakresie bezpieczeństwa jednej z sieci stanowi automatycznie
zagrożenie dla drugiej.
Kluczem pomyślnego tworzenia sieci ekstranetowych jest zmniejszenie ryzyka do
akceptowalnego poziomu, co nie jest możliwe bez zrozumienia natury ryzyka
charakteryzującego technologie sieciowe.

Zasady ochrony sieci rozległych

Protokoły otwarte, do których należy protokół IP, z natury nie są bezpieczne. Należy

pamiętać iż im bardziej znany jest protokół tym bardziej znane są jego słabe strony i tym
mniej jest on bezpieczny. Słabe punkty mogą być wykorzystywane do uzyskiwania
nieprawnego dostępu do zasobów sieciowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy budowie sieci WAN lub Ekstranetu należy oszacować ryzyka korzystania z tych

sieci. Jako punkt wyjścia należy określić zasoby, jakie mogą ulec uszkodzeniu w wyniku
nieuprawnionego dostępu. W skład zasobów mogą wchodzić:

−

dane,

−

kod źródłowy aplikacji,

−

pliki wykonywalne aplikacji,

−

składniki sieci,

−

hosty przyłączone do sieci.
Do tej listy należy dołączyć funkcje i procesy przedsiębiorstwa zależne od tych zasobów.

Pozwoli to określić ryzyko związane z zakresem w jakim może zagrażać funkcjonowaniu
przedsiębiorstwa sieć Ekstranet (np. dołączenie sieci LAN firmy do Internetu).

Zabezpieczenie sieci Ekstranet warto rozpocząć od zidentyfikowania zbioru reguł

opisujących docelowy obraz sieci Ekstranet. Zasady te powinny wynikać z celów i zadań
realizowanych przez firmę i być wdrażane przy użyciu list kontroli dostępu, ścian firewall,
zezwoleń na poziomach warstw Horsta oraz aplikacji i innych niezbędnych mechanizmów
bezpieczeństwa.

Najważniejsza czynność procesu zabezpieczania sieci jest wskazanie, które zasoby muszą

być udostępnione. Dostęp do wszystkich zasobów całej sieci powinien być wyraźnie
zabroniony. Najpierw należy zabronić dostępu do czegokolwiek, a następnie wyraźnie należy
określić te zezwolenia, które są niezbędne.

Istotnym składnikiem ochrony są ściany ochrony „firewall”, należy jednak pamiętać, iż

jest ona tak dobra jak ludzie, którzy ją programują i obsługują

Wirtualne sieci prywatne

Jedną z alternatyw wobec korzystania z drogich, dedykowanych, prywatnych sieci

komunikacyjnych jest korzystanie z internetowych wirtualnych sieci prywatnych. Wirtualne
sieci prywatne są wykorzystywane w sytuacjach w których nie opłaca się tworzenie własnej
sieci prywatnej np. dla:

−

pracowników o dużej mobilności,,

−

mniejszych firm, które nie znajdują ekonomicznego uzasadnienia na wprowadzenie
prywatnych sieci komputerowych.
Wirtualne sieci prywatne można utworzyć samodzielnie, korzystając z infrastruktury

sieciowej jaką jest Internet lub przełączane sieci telekomunikacyjne przy użyciu
oprogramowania tunelującego.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co rozumiesz pod pojęciem Internet?
2. Jaka sieć zapoczątkowała Internet?
3. W jaki sposób łączone są sieci w sieć Internet?
4. Według jakiego protokołu są określane zasady łączenia sieci w Internet?
5. Ile warstw zawiera model Internetu?
6. Jakie zadania pełni warstwa podsieci?
7. Jakie funkcje realizuje warstwa współpracy międzysieciowej?
8. Jakie funkcje realizuje warstwa protokołu usługodawcy?
9. Jakie zadania należą do warstwy usług aplikacyjnych?
10. Jakie funkcje spełnia system Obsługi Nazw Domen DNS?
11. Jaki jest pierwszy stopień podziału sieci w Internecie?
12. Co jest identyfikowane w drugim stopniu podziału sieci w Internecie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Co rozumiesz pod pojęciem Intranet?
14. Jakie jest przeznaczenie Intranetu?
15. Co rozumiesz pod pojęciem hiperłączalność sieci WWW?
16. Jakie funkcje realizuje protokół transferu hipertekstu?
17. Jakie są zastosowania przeglądarek internetowych w Intranecie?
18. Czym charakteryzuje się sieć Ekstranet?
19. Na czym polega technologia Ekstranetu?
20. Jakie czynniki mają wpływ na bezpieczeństwo sieci?
21. Jaki jest sposób szacowania ryzyka korzystania z sieci WAN, Ekstranet?
22. Jakie są sposoby zabezpieczania Ekstranetu?
23. Jakie jest zastosowanie Wirtualnych Sieci Prywatnych?
24. Jakie są sposoby tworzenia Wirtualnych Sieci Prywatnych?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Pogrupuj podane przez prowadzącego mnemoniczne adresy internetowe stosując zasady

pierwszego i drugiego stopnia podziału.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

7) odszukać w materiałach dydaktycznych opis zasad podziału adresów internetowych

systemu DNS,

8) pogrupować adresy według podziału pierwszego stopnia,
9) dokonać podziału drugiego stopnia,
10) utworzyć strukturę hierarchiczną adresów,
11) zapisać wnioski i uzasadnić je.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Oszacuj ryzyko korzystania z sieci Ekstranet dla określonych przez prowadzącego firm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis sposobów szacowania ryzyka korzystania

z sieci Ekstranet,

2) sporządzić listę zasobów.
3) sporządzić wykaz funkcji i procesów powiązanych z zasobami,
4) oszacować ryzyko korzystania z sieci Ekstranet,
5) uzasadnić poprawność oszacowania ryzyka.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

kartki z charakterystykami i informacjami dotyczącymi firm,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Zaproponuj zabezpieczenie sieci Ekstranet z ćwiczenia 2.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych materiał opisujący metody zabezpieczeń sieci

rozległych i Ekstranetów,

2) zidentyfikować zbiór reguł opisujący docelowy obraz sieci Ekstranet,
3) określić metody zabezpieczenia,
4) zaplanować wszystkie aspekty mechanizmów bezpieczeństwa,
5) zapisać specyfikację zaproponowanego bezpieczeństwa.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4, flamastry,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wyjaśnić pojęcia: Internet, Intranet, Ekstranet?



określić różnice między Internetem a Intranetem?



określić różnice między Intranetem a Ekstranetem?



określić zastosowania przeglądarki internetowej?



rozróżnić usługi sieci WWW?



scharakteryzować warstwy modelu Internetu?



oszacować ryzyka korzystania z sieci WAN, Ekstranet?



zastosować sprzętowe i programowe komponenty bezpieczeństwa
w sieciach WAN ?



określić zastosowanie wirtualnych sieci prywatnych?



10) omówić sposoby tworzenia wirtualnych sieci prywatnych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Zadania wymagają prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed wskazaniem

poprawnego wyniku.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Przepustowość podstawowego łącza BRI ISDN wynosi

a) 64 kbit/s.
b) 16 kbit/s.
c) 144 kbit/s.
d) 155 Mbit/s.

2. Metoda, w której ustanawiane jest połączenie będące fizycznym obwodem zestawianym

przez urządzenia komutacji obwodów i dedykowane danemu połączeniu na czas trwania
sesji, to metoda
a) komutacji obwodów.
b) komutacji komórek.
c) komutacji cyfrowej.
d) komutacji pakietów.

3. Adresy międzysieciowe są elementami warstwy

a) fizycznej modelu OSI.
b) transportowej modelu OSI.
c) sieciowej modelu OSI.
d) sesji modelu OSI.

4. Cechą charakterystyczną urządzeń posiadających adresy anycast w IPv6 jest

a) unikatowość adresu każdego urządzenia.
b) całkowita wymienność pod względem obsługi i działania tych urządzeń.
c) zagwarantowana bezawaryjność każdego urządzenia.
d) niekompatybilność tych urządzeń.

5. Do połączenia dwóch podsieci o różnych protokołach trasowania stosuje się

a) przełączniki aktywne.
b) bramę.
c) gateway.
d) tunele.

6. Trasowanie wykorzystujące cechy protokołów opartych na wektorze odległości i stanie

łączy to trasowanie
a) statyczne.
b) hybrydowe.
c) dynamiczno-statyczne.
d) hierarchiczne.

7. Topologia, w której każda lokalizacja połączona jest z centralnym routerem to topologia

a) pierścienia.
b) gwiazdy.
c) oczek pełnych.
d) oczek niepełnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Urządzenie transmisyjne dzierżawione od operatora telekomunikacyjnego udostępniające

określoną szerokość pasma użytkowego to
a) kanał wirtualny.
b) ścieżka wirtualna.
c) koncentrator.
d) linia dzierżawiona.

9. Sieć Frame Relay jest siecią z komutacją

a) pakietów.
b) komórek.
c) obwodów.
d) linii dzierżawionych.

10. Do urządzeń sieciowych sieci Frame Relay należą

a) komputery PC, serwery.
b) mosty, routery, urządzenia dostępowe
c) przełączniki, routery sieciowe, multipleksery T1/E1.
d) linie dzierżawione.

11. Dwudrożna, programowo zdefiniowana ścieżka przepływu danych między portami

w sieci Frame Relay to
a) trasa routingu.
b) linia dzierżawiona.
c) kanał telekomunikacyjny.
d) obwód wirtualny.

12. Integralność ramki FR sprawdzana jest na podstawie pola

DLCI.

FECN.

FCS.

D/C.

13. Maksymalna przepustowość dla jednego DLCI w sieci Frame Relay określana jest przez

parametr
a) CIR.
b) EIR.
c) PIR.
d) 50% szerokości pasma.

14. W sieci ATM połączenie między użytkownikami to

a) unicast.
b) multicast.
c) anycast.
d) broadcast.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15. W technologii ATM komórki nie przenoszące żadnej informacji wykorzystywane przy

dostosowywaniu szybkości transmisji pomiędzy warstwą fizyczną a ATM to komórki
a) puste (Idle).
b) poprawne (Valid).
c) przydzielone (Assigned).
d) nieprzydzielone (Unassigned).

16. W sieci ATM usługi połączeniowe ze stałą przepustowością CBR to usługi

a) klasy D.
b) klasy C.
c) klasy B.
d) klasy A.

17. Metoda routingu, w której każde urządzenie dostępowe jest przełącznikiem i routerem,

a wybór najlepszej trasy dokonuje się za pomocą protokołu OSPF to metoda
a) routingu statycznego.
b) routingu hybrydowego.
c) routingu wirtualnego.
d) routingu rozproszonego.

18. Protokół działający na ustanowionym i stabilnym połączeniu, nie przekazujący

informacji adresowych to
a) PPP.
b) SLIP.
c) PPTP.
d) ATM.

19. Usługi przesyłania danych z hosta źródłowego do hosta docelowego w protokole TCP/IP

zapewnia warstwa
a) aplikacji.
b) transportowa.
c) internet.
d) dostępu do sieci.

20. Adres zapisywany jako ciąg szesnastobitowych liczb w systemie szesnastkowym,

oddzielonych dwukropkiem to adres
a) IPv6.
b) IPv4.
c) MAC.
d) fizyczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko…………………………………………………………………………….

Eksploatowanie rozległych sieci komputerowych WAN

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Burk R., Horvath D.: UNIX – Internet. Księga eksperta. Helion, Gliwice 1999
2. Cassel P.: Windows 2000 Professional. Helion, Gliwice 2002
3. Czarny P.: Bezpieczeństwo w Windows NT/2000. Ćwiczenia praktyczne. Helion,

Gliwice 2002

4. Czarny P.: Kurs – Linux. Helion, Gliwice 2004
5. Derfler F. Freed L.: Okablowanie sieciowe w praktyce. Księga eksperta. Helion, Gliwice

2000

6. Glenn W., White R.: Windows XP – porady i metody. NAKOM, Poznań 2002
7. Haugdahl J.S.: Diagnozowanie i utrzymanie sieci. Księga eksperta. Helion, Gliwice 2001
8. Krysiak K.: Sieci komputerowe – kompendium. Helion, Gliwice 2005
9. Kula S.: Systemy teletransmisyjne. WKŁ, Warszawa 2004
10. Lindberg P., Harris J.: Novell NetWare 6. Księga administratora. Helion, Gliwice 2002
11. Marczyński J.: UNIX – użytkowanie i administrowanie. Helion, Gliwice 2000
12. Mueller S., Ogletree T.W.: Rozbudowa i naprawa sieci. Kompendium. Helion, Gliwice

2004

13. Nielsen M. S.: Windows 2000 Server. Architektura i implementacja. Helion, Gliwice

2002

14. Parker T.: TCP/IP. Helion, Gliwice 1997
15. Peek J., Todino G. & Strang J.: Novell NetWare 5.x. Ćwiczenia praktyczne. Helion,

Gliwice 2001

16. Plumley S.: Sieci komputerowe w domu i w biurze. Helion, Gliwice 2001
17. Simmonds A.: Wprowadzenie do transmisji danych. WKŁ, Warszawa 1999
18. Sportack M.: Sieci komputerowe Księga eksperta. Helion, Gliwice 2002
19. Świątelski M.: Po prostu sieci komputerowe. Helion, Gliwice 2004

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
TS Rozlegle sieci komputerowe
Egzamin, F. Lokalne i rozległe sieci komputerowe, 1
Rozlegle sieci komputerowe
TS Rozlegle sieci komputerowe
Lokalne I Rozlegle Sieci Komputerowe Administracja I Bezpieczenstwo Sieci
10. Praca z eksploratorem Windows, Sytemy Operacyjne i Sieci Komputerowe
9 Sieci komputerowe II
Sieci komputerowe 7
sieci komputerowe 2
Sieci komputerowe fizyka informatyka
Sieci komputerowe 1
2 Sieci komputerowe 09 03 2013 [tryb zgodności]
SK-cw2 4h MODEMY opis przebiegu zaj dla studenta, Sieci Komputerowe

więcej podobnych podstron