Участник:SkudarnovYaroslav/Теормин к зачёту по сетям

Тест 1

TODO: запилить в заголовки вопросы

1. Компьютерная сеть — совокупность компьютеров, объединённых с помощью телекоммуникаций (т. — связь при помощи электронных устройств) для совместного использования данных/ресурсов. Распределённая система — совокупность объединённых компьютеров (аналогично тому, что выше), посредством специального ПО предоставляющих пользователю интерфейс единой системы.

2. Коммуникации и компьютерные технологии.

3. а) По размерам (территориальному признаку функционирования): Desk Area Network (рабочая станция; обмен данными организован на основе ATM ( TODO: ???), Personal Area Network (сеть устройств пользователя), Local Area Network (соединяет устройства в помещениях — домах, школах и т.д.), Metropolitan Area Network (соединяет устройства в одном городе), Wide Area Network (охватывает большие территории, связывает более маленькие сети, ниже скорость), Internet ( TODO: крупнейшая WAN?)

б) По скорости передачи данных: низкоскоростные — до 10 Мбит/с, среднескоростные — до 100 Мбит/c, высокоскоростные — свыше 100 Мбит/с.

в) По типу среды передачи данных: проводные, беспроводные.

г) По типу абонентов: стационарные/мобильные.

д) По правовой принадлежности: частные, государственные, общественные ( TODO: по идее, последнее должно относиться либо к первому, либо ко второму).

е) По типу взаимодействия компьютеров: одноранговые, иерархические.

ж) По типу предоставляемых сервисов: односервисные, мультисервисные.

4. Шина, кольцо, звезда, ячеистая.

5. а) Определение потоков, для которых требуется прокладка маршрута. б) Маршрутизация (определение маршрута). в) Продвижение потоков (распознавание потоков и локальная коммутация на транзитных узлах. устройство, коммутирующее интерфейсы — коммутатор). г) Мультиплексирование (разделение агрегированного потока на составляющие) и демультиплексирование (наоборот, образование из отдельных агрегированный).

6. Пакеты поступают в сеть без резервирования линии связи. Маршрут следования хранится на промежуточных узлах и формируется вручную/автоматически (в случае с каналами он становится известен сразу после создания составного канала). Доставка пакетов в правильном порядке без искажений не гарантируется. У пакетных коммутаторов есть буферная память для временного хранения пакетов (промежуточное хранение).

7. Модель стека сетевых протоколов, определяющая, что должен делать каждый уровень, разрабатывалась в семидесятых-восьмидесятых годах.

8. Иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, примеры — TCP/IP, IPX/SPX.

9. OSI — Семь уровней: прикладной (APDU), уровень представления (PPDU), сеансовый (SPDU), транспортный (TPDU), сетевой (пакет), передачи данных (кадр), физический (бит) — в скобках название единицы отмена. TCP/IP — прикладной (HTTP, FTP, DNS), транспортный (TCP, UDP), сетевой (IP), канальный (Ethernet/IEEE 802.11 Wireless Internet/etc).

10. Если аналоговый сигнал имеет конечный (ограниченный по ширине) спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим отсчётам, взятым с частотой, строго большей удвоенной верхней частоты.

11. Модуляция — представление дискретных сигналов в среде передачи данных в виде синусоидальных волн. Манипуляция — то же самое, но при дискретных уровнях модулирующего сигнала.

12. првадоплрвдалпрывдал ( TODO: я так и не понял, было бы клёво, если кто-нибудь разобравшийся нашёл)

13. С. код — код, который можно декодировать без отдельного тактового сигнала/другого источника синхронизации. Примеры: применение синусоид в качестве результирующего сигнала; использование избыточного кодирования; манчестерский код (логическая единица — положительный переход в середине символа, ноль — отрицательный).

14. По стандарту — четыре пары медных проводов, обвитых вокруг друг друга под одной оболочкой.

15. Единица передачи данных на уровне передачи данных (канальном уровне)? В Ethernet состоит из хедера (мак исходного адреса, назначения и два байте EtherType), полезная нагрузка, CRC.

16. Наверное — а) подсчёт количества символов; б) использование сигнальных байтов с символьным заполнением; в) использование стартовых и стоповых бит с битовым заполнением; г) использование запрещённых сигналов физического уровня.

17. Повторно запросить кадр/восстановить исходную информацию.

18. Количество битов, которыми различаются два кодовых слова.

19. Для восстановления информации/обнаружения ошибок.

20. Модель конечных автоматов (анализ состояний протокольной машины — отправителя/получателя), сети Петри (похоже).

21. Наложение двух и более кадров от станций, пытающихся передать кадр в один и тот же момент времени в среде передачи коллективного доступа. В системах с широковещательным каналом, на подуровне, управляющим доступом в общей среде, являющимся нижней частью уровня передачи данных.

22. Коллизия — передаче кадра мешает передача другого; внешняя помеха — передаче кадра мешают проблемы со средой.

23. CSMA — Carrier Sense Multiple Access — множественный доступ с контролем несущей. Слушаем канал, если занят, ждём случайное время. Если свободен — передаём, если коллизия — ждём случайное время. Настойчивость p — передаём с вероятностью p. Детектируем коллизию — шлём jam signal, сообщая о ней другим станциям, потом ждём случайное время… Полудуплекс из-за того, что слушаем канал.

24. После c коллизий выбираем рандомное число от 0 до 2^c-1, ждём это число. Для того, чтобы увеличить время ожидания при большом количестве коллизий и, как следствие, уменьшить их вероятность при повторной передаче.

25. Протокол битовой карты (период конкуренции — N, если i-ая станция желает передавать, она шлёт на i-ом интервале бит), двоичный обратный отсчёт — станции передают по очереди биты своего номера, начиная со самого старшего. Побеждает та, у которой наибольший номер.

26. Манчестерское кодирование.

27. 4b5b (четыре бита кодируются пятью, в целях в т.ч. синхронизации), MLT-3 (Multi Level Transition — три уровня, -U, 0, +U).

28. T4 использует витую пару категории 3, У T4 нет полного дуплекса.

29. Концентратор пересылает данные всем устройствам, коммутатор — только тем, кому предназначаются эти данные.

30. Устройства, работающие на уровне передачи данных, анализирующие адреса, содержащиеся в кадрах этого уровня и соответствующим образом маршрутизирующие. Нужны для: а) соединения различных удалённых в пространстве сетей. б) для того, чтобы связывать различные типы сетей.

31. В сети выбирается один корневой мост (англ. Root Bridge). Далее каждый, отличный от корневого, мост просчитывает кратчайший путь к корневому. Соответствующий порт называется корневым портом (англ. Root Port). У любого некорневого коммутатора может быть только один корневой порт. После этого для каждого сегмента сети, к которому присоединён более чем один порт моста, просчитывается кратчайший путь к корневому порту. Мост, через который проходит этот путь, становится назначенным для этой сети (англ. Designated Bridge), а соответствующий порт — назначенным портом (англ. Designated port). Далее во всех сегментах, с которыми соединены более одного порта моста, все мосты блокируют все порты, не являющиеся корневыми и назначенными. В итоге получается древовидная структура (математический граф) с вершиной в виде корневого коммутатор.

Основной задачей STP является устранение петель в топологии произвольной сети Ethernet, в которой есть один или более сетевых мостов, связанных избыточными соединениями. STP решает эту задачу, автоматически блокируя соединения, которые в данный момент для полной связности коммутаторов являются избыточными.

32. IEEE разделяет канальный уровень на два подуровня: media access control (MAC) и logical link control (LLC) (управления логической связью). Таким образом, MAC выступает в качестве интерфейса между подуровнем LLC и физическим (первым) уровнем. MAC обеспечивает адресацию и механизмы управления доступом к каналам, что позволяет нескольким терминалам или точкам доступа общаться между собой в многоточечной сети. В широковещательных сетях (таких, как сети на основе Ethernet) MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу.

33. LLC осуществляет управление передачей данных, обеспечивает проверку и правильность передачи информации по соединению. TODO: тут, наверное, побольше надо написать

34. Первые 3 октета (в порядке их передачи по сети; старшие 3 октета, если рассматривать их в традиционной бит-реверсной шестнадцатеричной записи MAC-адресов) содержат 24-битный уникальный идентификатор организации (OUI), или (Код MFG — Manufacturing, производителя), который производитель получает в IEEE. При этом используются только младшие 22 разряда (бита), 2 старшие имеют специальное назначение: первый бит указывает, для одиночного (0) или группового (1) адресата предназначен кадр, следующий бит указывает, является ли MAC-адрес глобально (0) или локально (1) администрируемым.

Следующие три октета выбираются изготовителем для каждого экземпляра устройства. За исключением сетей системной сетевой архитектуры SNA.

Таким образом, глобально администрируемый MAC-адрес устройства глобально уникален и обычно «зашит» в аппаратуру.

Администратор сети имеет возможность, вместо использования «зашитого», назначить устройству MAC-адрес по своему усмотрению. Такой локально администрируемый MAC-адрес выбирается произвольно.

35. DCF — Distributed Coordination Function. CSMA с избежанием коллизий (jam signal), никакого QoS, возможны инверсии приоритета (всё плохо).

PCF — Point Coordination Function. Работает только, если сеть организована точкой доступа; точка доступа посылает каждые 0.1 секунды специальный сигнал. Между сигналами возможны два периода; в одном она ведёт себя как с DCF, в другом — шлёт станциям пакеты, сообщающие о праве посылать пакеты (AP тут — координатор).

В 802.11e ввели несколько новых функций координации, с QoS. Одна из них (Hybrid Coordination Fuinction) — по сути PCF, но с QoS.

36. Cигнал, содержащий много гармонических (синусоидальных) составляющих в выбранной полосе частот. Шумом называют неупорядоченные случайные сложные колебания со сплошным относительно широким частотным спектром. Отсюда происходит название рассматриваемого сигнала. Использование шумообразных сигналов позволяет значительно уменьшить мощность их источников. Она составляет менее 1 Вт. Кроме этого, применение этих сигналов обеспечивает повышение помехоустройчивости передачи данных.

37. Описано вот тут: http://book.itep.ru/4/41/i802_418.htm

38. Числовая последовательность [math] a_1 , a_2 , \ldots a_N [/math], где каждый элемент равен +1 или -1, причём [math]\forall v : 1 \le v \lt N[/math] выполняется [math]\left\vert \sum\limits_{j=1}^{N-v} a_j a_{j+v} \right\vert \le 1[/math]. Последовательности Баркера имеют минимальный уровень боковых лепестков автокорреляционной функции.

39. Фазовая модуляция, при которой возможных значений фазового сдвига 4.

40. CCK — Complementary Code Keying. Комплементарными принято называть такие пары последовательностей, для которых сумма автокорреляционных функций последовательностей для любого циклического сдвига, отличного от нуля, всегда равна нулю. Применяются TODO: WTF

41. OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing — мультиплексирование разделением на ортогональные несущие. При демультиплексировании в принимающих устройствах используется обратное быстрое преобразование Фурье.

42. Набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 0,9; 2,4; 3,6 и 5 ГГц, описывающих передачу данных на физическом уровне и MAC-уровне.

43. TODO: допилить, что ли

44. По идее, это аналогично вопросу 35. Могут ли одновременно — да, кто мешает? В какой-то из периодов PCF, насколько я помню, вполне может использоваться DCF.

45. WMAN (Wireless MAN) — беспроводные сети масштаба города. Стандарты описывают их работу на физическом уровне, LLC и MAC.

46. Он работает следующим образом: посылатель посылает какое-то фиксированное количество байт (размер окна), если информация пришла вовремя и без искажений, то получатель посылает отправителю подтверждение — квитанцию. Нужен — для гарантии передачи данных.

47. ACK — сигнал, означающий подтверждение принятия данных, NAK говорит о том, что данные не пришли. NAK выгодно использовать в случае со стабильной связью (при которой почти не понадобится его посылать).

48. Одномодовое оптоволокно — волокно, которое может передавать только один луч света одновременно. Многоводовое — соответственно, несколько.

49. Волокно делают настолько тонким, что диаметр доходит до нескольких длин волн света, в результате чего волокно действует подобно волноводу. TODO: уточнить

50. Диапазон длин волн оптического излучения, в котором имеет место меньшее, по сравнению с другими диапазонами, затухание излучения в волокне.

51. WDM (Wavelength-division multiplexing) — мультиплексирование с разделением по длине волны — технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала, причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии.

52. PON (Passive Optical Network) — технология, основанная на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов. Основная идея: использование всего одного приёмопередающего модуля в OLT (optical line terminal) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (optical network terminal) и приёма информации от них. Все узлы-абоненты ведут передачу на одной и той же длине волны, поэтому для разделения сигналов используется концепция множественного доступа с временным разделением.

53. Волоконно-оптический усилитель на оптическом волокне, легированном ионами эрбия. Применяется в волоконно-оптических линиях передачи для восстановления уровня оптического сигнала. Преимуществом эрбиевых усилителей является отсутствие преобразования в электрический сигнал, возможность одновременного усиления сигналов с разными длинами волн (что обуславливает возможность усиления спектрально-мультиплексированного сигнала), практически точное соответствие рабочего диапазона эрбиевых усилителей области минимальных оптических потерь световодов на основе кварцевого стекла, сравнительно низкий уровень шума и простота включения в волоконно-оптическую систему.

Относительно мощный пучок света смешивается с входным сигналом, используя ответвитель с селекцией по длине волн. Входной сигнал и свет возбуждения должны иметь существенно отличающиеся длины волн. Смешанный свет попадает в раздел волокна с ионами эрбия, добавленными в ядро. Этот мощный световой луч возбуждает ионы эрбия до их более высокого энергетического состояния. Когда фотоны, принадлежащие сигналу в отличной длине волны от накачанного света, встречают возбужденные атомы эрбия, атомы эрбия отдают часть своей энергии сигналу и возвращаются к их более низкому энергетическому состоянию. Важный момент — то, что эрбий отдает свою энергию в форме дополнительных фотонов, которые находятся в той же фазе и направлении, как и усиливаемый сигнал. Таким образом, сигнал усиливается только вдоль его направления перемещения. Вся дополнительная мощность сигнала ведется в том же самом режиме волокна как и входящий сигнал. Обычно есть изолятор, помещенный в вывод, чтобы предотвратить отражения, возвращающиеся из присоединенного волокна. Такие отражения разрушают работу усилителя, и в крайнем случае могут заставить усилитель работать как лазер.

Тест 2

Что такое элементарный и составной каналы в сетях с канальной коммутацией?

Элементарный канал — базовая техническая характеристика сети с коммутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное в пределах данного типа сетей значение пропускной способности. Любая линия в сети с коммутацией каналов имеет пропускную способность, кратную элементарному каналу, принятому для данного типа сети.

Перечислите примеры протоколов стека TCP/IP по уровням

см. тест 1, вопрос 9

Какая бывает модуляция?

Фазовая (в зависимости от входного сигнала выходной сдвигается на какую-то фазу), амплитудная (в зависимости от входного сигнала изменяется амплитуда выходного), частотная (в зависимости от входного сигнала изменяется частота выходного).

Приведите примеры вариантов физического кодирования

NRZ (Non Return Zero) — простейший код, 1 — есть ток, 0 — нет; NRZI (Non Return Zero Inverted) — смена сигнала происходит при передаче единицы, передача нуля не приводит к изменению сигнала; RZ (Return to Zero) — 0 — положительное напряжение, 1 — отрицательное, в середине сигнала происходит переход в отсутствие напряжение; Манчестерский код, см. тест 1, вопрос 13.

Что такое кадр?

Единица передачи на канальном уровне

Какие есть варианты кадрирования?

см. тест 1, вопрос 16

Что такое алгоритм двоичного экспоненциального отката?

см. тест 1, вопрос 24

Нарисуйте схему CSMA/CD

схему? лолшто? а, вообще, по идее, тест 1, вопрос 23

Какое кодирование используется в 100 мегабитном Ethernet

В 100BASE-T4 используется 8B6T (8 двоичных символов кодируются 6 тернарными), в 100BASE-TX — 4B5B (4 двоичных символа кодируются 5 двоичными, на более нижнем уровне используется NRZI, поэтому один «лишний» символ используется для синхронизации)

Что такое протокол скользящего окна?

см. тест 1, вопрос 46

Чем отличается концентратор от коммутатора?

см. тест 1, вопрос 29

Что такое и зачем нужны сетевые мосты?

см. тест 1, вопрос 30

Что такое и зачем нужен алгоритм остовного дерева (STP)?

см. тест 1, вопрос 31

Какую задачу решает уровень MAC?

см. тест 1, вопрос 32

Какие есть варианты разделения широковещательного канала?

см. тест 1, вопрос 35

Какие сервисы предоставляет подуровень LLC?

см. тест 1, вопрос 33

Что такое шумоподобный сигнал?

см. тест 1, вопрос 36

Что такое проблема засвеченной станции и проблема скрытой станции?

см. тест 1, вопрос 37

Что такое OFDM?

см. тест 1, вопрос 41

Чем многомодовое оптоволокно отличается от одномодового?

см. тест 1, вопрос 48