Technik _teleinformatyk_312.[02].Z3.03

„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