Методы коммутации информации Высокоскоростное подключение по аналоговым каналам Взаимосвязь с другими сетями и архитектурами Потери пакетов Информационные сети

Информационные ресурсы сетей Физические характеристики волоконно-оптических передающих сред Основные сервисы сетевой среды Internet Протоколы и сервисы поисковых систем Подсети. Маска подсети. Имена Таблица маршрутизации


Учебник по информационным технологиям. Информационные сети

Потери пакетов

Регулярные потери пакетов или кадров могут иметь очень тяжелые последствия для локальных сетей, так как протоколы нижнего уровня (канальные протоколы) рассчитаны на качественные кабельные каналы связи и работают поэтому в дейтаграммном режиме, оставляя работу по восстановлению потерянных пакетов протоколам верхнего уровня.

К значительному снижению производительности могут приводить также потери служебных сообщений - квитанций подтверждения доставки, сообщений типа keepalive и т.п. Обычно протоколы более чувствительны к подобным потерям и даже разовые ситуации подобного рода могут вызывать серьезные последствия. Это легко объясняется особым значением для протокола служебной информации.

Примером может служить протокол NCP в режиме burstmode, когда положительная квитанция посылается не на каждый пакет, а на целую пачку пакетов. Если пакеты из этой пачки с пользовательскими данными дошли благополучно, а квитанция по доставке по каким-то причинам была искажена и тем самым отброшена передающим узлом, то этот узел по истечении тайм-аута повторно пошлет большую порцию информации, содержащейся в данной пачке. Повторные передачи пакетов могут существенно снизить полезную пропускную способность сети.  Применение концентраторов. Основные функции концентраторов неразрывно связаны с тем протоколом канального уровня, который данный концентратор поддерживает.

Несоответствие разных способов маршрутизации в составной сети

Маршрутные таблицы, используемые маршрутизаторами для продвижения пакетов определенного сетевого протокола, всегда имеют одинаковую структуру, однако способ их получения может быть разным - ручной, по протоколу RIP, по протоколу OSPF или же еще по какому-нибудь другому протоколу динамического обмена информацией. Если в разных частях составной сети используются различные протоколы обмена маршрутной информации, то это может приводить к несогласованной работе маршрутизаторов и, следовательно, к отсутствию достижимости некоторых сетей для пользователей.

Каждый протокол обмена маршрутной информации использует свой формат служебных сообщений для распространения своих знаний о топологии сети. Поэтому, если не предпринимать дополнительных мер, то части сети, использующие разные протоколы маршрутизации, вообще не смогут автоматически взаимодействовать.

Для обеспечения совместимости протоколов маршрутизации разработаны специальные протоколы, которые передают маршрутные данные между различными частями сети в унифицированном формате. К таким протоколам относятся протокол EGP (ExteriorgatewayProtocol) и его более поздняя модификация BGP (BorderGatewayProtocol), разработанные и применяемые в сети Internet. Они могут переносить знания о сетях между протоколами RIP, OSPF, NLSP, IS-IS и другими.

Однако, только применение протоколов типа EGP или BGP не решает проблем работы гетерогенной в отношении протоколов маршрутизации сети. Знания о какой-либо сети могут поступить от разных частей сети, и, соответственно, от разных протоколов. В таких случаях для устойчивой работы сети нужно отдавать приоритет более надежно работающим в условиях изменения топологии протоколам типа «состояние связей», таких как OSPF, NLSP и IS-IS. Многие маршрутизаторы позволяют задавать приоритеты одних протоколов маршрутизации перед другими.

Для того, чтобы администратор мог «подправлять» таблицы маршрутизации, полученные автоматическим способом, наивысший приоритет обычно отдается маршрутам, заданным вручную. Однако, такие маршруты могут быть и причиной недостижимости некоторых сетей, так как вероятность внесения человеком ошибки всегда существует, причем она быстро повышается при увеличении размера сети. Использовании в сети масок неравной длины - также типичная причина недостижимости подсетей в результате недостаточно всестороннего анализа возможных маршрутов в сети.

В сетях TCP/IP ошибочные ситуации, фиксируемые маршрутизатором при невозможности передать пакет в сеть назначения, сообщаются конечному узлу служебным протоколом ICMP, пакеты которого обязательно нужно анализировать в больших сетях, использующих маршрутизаторы. 

Несуществующий адрес и дублирование адресов

Отправка пакета по несуществующему адресу естественно не может привести к нормальному взаимодействию узлов в сети. Несуществующие адреса могут появиться в сети только в том случае, когда они хранятся постоянно в базе данных стека протоколов (например, в базе службы DNS стека TCP/IP или службы NDS сетей NetWarе). При этом может наступить момент, когда хранящийся адрес устареет и не будет соответствовать действительности.

В случае, когда адреса изучаются динамически, путем анализа пакетов служебного протокола, подобного SAP, использование несуществующего адреса практически исключается, так как информация об адресе только что поступила от узла, которому этот адрес присвоен.

Серьезные проблемы в сети создает дублирование адресов, то есть наличие в сети двух узлов с одним и тем же адресом. Такая ситуация чаще всего приводит к недостижимости обоих узлов с одинаковым адресом, или же к нарушению нормальной работы всей сети, если дублируются не адреса узлов, а адреса сетей (IP или IPX). Проблема дублирования адресов характерна в большей степени для адресов верхних уровней, начиная с сетевого, где адреса назначаются администратором и поэтому могут повторяться в результате человеческих ошибок. Адреса канального уровня (МАС-адреса) присваиваются сетевым адаптерам, портам маршрутизаторов и агентам SNMP-управления компаниями-производителями, поэтому их дублирование маловероятно (только в случае переназначения адреса, что возможно путем его программирования).

Для обнаружения повторяющихся адресов в сетях необходимо использовать анализатор протоколов, настроив его на захват пакетов с определенным адресом сети и/или узла. Некоторые протоколы локальных сетей используют специальную процедуру для проверки дублирования адресов на канальном уровне (например, TokenRing, FDDI). 

Превышение значений тайм-аута и несогласованные значения тайм-аутов

Тайм-ауты - очень важные параметры многих протоколов, так как их непредвиденное превышение обычно приводит к серьезным последствиям. Например, превышение тайм-аута может привести к разрыву логического соединения между сервером и клиентом, или же к ненужным повторным передачам данных, которые и так уже благополучно дошли до получателя. Разрыв логического соединения приводит к большим временным потерям, а значит и к значительному снижению пропускной способности сети, так как процедура установления соединения может включать обмен сотнями пакетов, передающих аутентификационную и другую служебную информацию.

Наиболее чувствительным к превышению тайм-аута протоколом канального уровня является протокол SDLC стека SNA компании IBM. Из-за этого к территориальным сетям, передающим трафик SDLC, предъявляются повышенные требования к величине и стабильности времени реакции.

Однако, не только протокол SDLC чувствителен к временным задержкам передачи пакетов. Многие протоколы, работающие в режиме логического соединения, обладают таким свойством. Например, протокол TCP следит за целостностью логического соединения путем установки специального таймера, который устанавливается при прибытии очередного TCP-сообщения. Если таймер истекает раньше, то сессия TCP разрывается, что приводит к разрыву сессии протокола прикладного уровня, например, FTP. Так как протокол FTP не обладает свойством продолжения передачи файла с прерванного места после разрыва и повторного установления соединения, то разрывы сессии TCP могут приводить к тому, что файл объемом в несколько мегабайт, который был передан почти полностью, придется передавать заново. Подобная ситуация иногда встречается в сети Internet, когда загруженность FTP-сервера или маршрутизаторов приводит к значительным задержкам отправки очередного TCP-сообщения. Для предотвращения разрывов в протоколе TCP предусмотрена возможность генерации пакетов keepalive в то время, когда отсутствуют пользовательские данные для передачи, однако этот режим является опциональным и не все реализации стека TCP/IP его поддерживают.

В локальных сетях превышение тайм-аута наблюдается гораздо реже, чем в глобальных, но при большой загрузке сети может также иметь место.

Нестабильный характер проявления ошибок истечения тайм-аутов затрудняет диагностику, так как ошибка проявляется в случайных потерях связи пользователей с серверами и может наблюдаться только в периоды большой нагрузки сети, никак не проявляя себя в остальное время.

К аналогичным последствиям приводят несогласованные значения тайм-аутов у взаимодействующих узлов или коммуникационных устройств. Примером такой несогласованности могут служить разные значения тайм-аута у пограничных маршрутизаторов при спуфинге широковещательного трафика. Другим примером может быть различный период обновления базы маршрутной информации у маршрутизаторов.

Витая пара Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двух­жильное проводное соединение часто называемое «витой парой» (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и безпроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля

Типы и частота возникновения ошибок Ошибки в работе программного и аппаратного обеспечения сети обычно оказывают непосредственное и значительное влияние на производительность сети, так как время, затрачиваемое на ликвидацию последствий ошибок, является потерянным для выполнения нормальных операций. Ошибки в кадрах, связанные с коллизиями

Ошибки кадров domen в стандарте RMON Стандарт RMON определяет следующие типы ошибок кадров domen: etherStatsCRCAlignErrors - общее число полученных пакетов, которые имели длину (исключая преамбулу) между 64 и 1518 байтами, не содержали целое число байт (alignmenterror) или имели неверную контрольную сумму (FCSerror).

Мы живем в быстроменяющемся мире, причем меняющемся кардинальным образом. Сегодня можно достаточно обоснованно говорить о том, что наступает качественно новый этап развития цивилизации, существо которого состоит в освоении и широкомасштабном использовании информации и ее высшей формы - научных знаний — практически во всех сферах социальной активности общества.


Типы адресов стека TCP/IP