Kompiuterių tinklai: praktiniai klausimai su paaiškinimais
Nemokami testo klausimai tema Kompiuterių tinklai su užuominomis ir paaiškinimais, trijų lygių: pagrindinės sąvokos ir faktai, sąvokų taikymas, atvejai ir analizė.
Tinklas yra įrenginių grupė, keičiasi duomenimis: nešiojamieji kompiuteriai, telefonai, serveriai, spausdintuvai. Juose esantys įrenginiai vadinami kompiuteriais (angl. host).
Tinklas viename pastate ar miestelyje yra LAN (vietinis tinklas). Tinklas per miestus ar šalis yra WAN (globalusis tinklas). Internetas sujungia milijonus tinklų.
Duomenys keliauja ne kaip viena ilga srovė. Jie sukapojami į mažus gabalėlius, vadinamus paketais, ir kiekvienas paketas pats randa kelią iki paskirties.
Įrenginiai gali suprasti vienas kitą tik jei laikosi tų pačių taisyklių. Toks pranešimų formato ir tvarkos taisyklių rinkinys yra protokolas. TCP, IP ir HTTP yra protokolai.
Dauguma paslaugų laikosi kliento ir serverio modelio: klientas, pavyzdžiui, jūsų naršyklė, siunčia užklausą, o serveris atsiunčia atsakymą.
Du žodžiai apibūdina ryšio greitį. Pralaidumas yra didžiausias duomenų perdavimo greitis, pavyzdžiui, 100 Mbit/s. Delsa yra vėlavimas, kol duomenys atkeliauja, matuojamas milisekundėmis.
Savikontrolė Palydovinis ryšys perduoda 50 Mbit/s, bet kiekvienas atsakymas atkeliauja per 600 ms. Kuris teiginys teisingas?
Jis turi didelį pralaidumą ir didelę delsą
Jis turi mažą delsą, nes perduoda daug duomenų
Jis turi mažą pralaidumą, nes lėtas
Pralaidumas ir delsa čia yra tas pats
Atsakymas: Jis turi didelį pralaidumą ir didelę delsą. Pralaidumas yra talpa (50 Mbit/s yra daug), o delsa yra vėlavimas (600 ms yra daug). Šie du dydžiai nepriklausomi, todėl ryšys gali turėti ir didelį pralaidumą, ir didelę delsą.
2Sluoksniai ir inkapsuliavimas
Tinklai skirstomi į sluoksnius. Kiekvienas sluoksnis sprendžia vieną problemą ir naudoja žemiau esantį sluoksnį. OSI modelis turi 7 sluoksnius; internete naudojamas TCP/IP modelis juos sugrupuoja į 4 ar 5.
1 Fizinis: siunčia neapdorotus bitus kaip elektrinius, šviesos ar radijo signalus per kabelius ir orą.
2 Duomenų saito: pristato kadrus tarp įrenginių tame pačiame vietiniame tinkle, naudodamas MAC adresus. Čia veikia Ethernet ir Wi-Fi.
3 Tinklo: pristato paketus tarp tinklų, naudodamas IP adresus. Čia veikia maršrutizatoriai.
4 Transporto: pristato duomenis tarp programų, naudodamas prievadų numerius. TCP siunčia segmentus; UDP siunčia datagramas.
5–7 Seanso, pateikties, taikomasis: paslaugos, kuriomis naudojasi žmonės, tokios kaip HTTP žiniatinkliui, DNS vardams ir SMTP el. paštui.
Kai siunčiami duomenys, kiekvienas sluoksnis prideda savo antraštę prieš aukštesnio sluoksnio duomenis. Tai vadinama inkapsuliavimu. Gavėjas pašalina antraštes atvirkštine tvarka.
TCP pirmiausia sukuria ryšį (trijų žingsnių pasisveikinimas SYN, SYN-ACK, ACK). Jis sunumeruoja duomenis, laukia patvirtinimų ir pakartotinai siunčia tai, kas prarasta. Jis patikimas ir išlaiko tvarką.
UDP siunčia be ryšio ir be pakartotinio siuntimo. Jis greitesnis ir naudojamas ten, kur delsa svarbiau už prarastą paketą: tiesioginis vaizdas, žaidimai ir trumpos DNS užklausos.
Savikontrolė Kuriame OSI sluoksnyje veikia įprastas komutatorius?
1 sluoksnyje, fiziniame
2 sluoksnyje, duomenų saito
3 sluoksnyje, tinklo
4 sluoksnyje, transporto
Atsakymas: 2 sluoksnyje, duomenų saito. Komutatorius persiunčia kadrus naudodamas MAC adresus, o MAC adresai priklauso duomenų saito sluoksniui. Maršrutizatorius, naudojantis IP adresus, veikia 3 sluoksnyje.
3Adresai, įrenginiai ir pagalbiniai protokolai
Trys adresų rūšys veikia kartu, po vieną kiekviename sluoksnyje:
MAC adresas (2 sluoksnis): 48 bitų tinklo plokštės aparatinis adresas. Naudojamas tik vietiniame tinkle.
IP adresas (3 sluoksnis): IPv4 adresas turi 32 bitus, IPv6 adresas – 128 bitus. Jis nurodo, kur internete yra kompiuteris.
Prievado numeris (4 sluoksnis): parenka programą kompiuteryje. Gerai žinomi prievadai yra nuo 0 iki 1023: HTTP 80, HTTPS 443, SSH 22, DNS 53, SMTP 25.
Įrenginiai atitinka tuos pačius sluoksnius. Šakotuvas (1 sluoksnis) nukopijuoja kiekvieną signalą į visus prievadus. Komutatorius (2 sluoksnis) siunčia kadrą tik į paskirties MAC adreso prievadą. Maršrutizatorius (3 sluoksnis) persiunčia paketus tarp tinklų.
Keli pagalbiniai protokolai leidžia viskam veikti:
DHCP suteikia kompiuteriui IP adresą, kaukę, numatytąjį šliuzą ir DNS serverį, kai jis prisijungia prie tinklo.
DNS išverčia vardą, pavyzdžiui, example.com, į IP adresą, kaip telefonų knyga.
ARP randa MAC adresą, atitinkantį IP adresą vietiniame tinkle.
ICMP perneša klaidų ir bandymų pranešimus. Komanda ping naudoja ICMP echo užklausas.
NAT leidžia daugeliui įrenginių su privačiais adresais (10.x, 172,16–31.x, 192,168.x) dalytis vienu viešu adresu.
Numatytasis šliuzas yra maršrutizatorius, kuriam kompiuteris siunčia kiekvieną paketą, kai paskirtis už jo paties potinklio ribų.
Savikontrolė Kuris protokolas randa žinomą IP adresą atitinkantį MAC adresą vietiniame tinkle?
ARP
DHCP
DNS
ICMP
Atsakymas: ARP. ARP klausia „kas turi šį IP adresą?“, o savininkas atsako savo MAC adresu. DNS verčia vardus į IP adresus, o tai kitoks vertimas.
4Metodas žingsnis po žingsnio
Daugumą klausimų, nuo apibrėžimų iki gedimų nustatymo atvejų, galima atsakyti tais pačiais žingsniais.
Raskite sluoksnį. Ar klausimas apie signalus, kadrus ir MAC adresus, paketus ir IP adresus, prievadus ir ryšius, ar taikomąją programą?
Įvardykite tame sluoksnyje veikiantį įrenginį ar protokolą: šakotuvą, komutatorių ar maršrutizatorių; Ethernet, IP, TCP ar UDP; DNS, DHCP ar HTTP.
Gedimui išvardykite, kas dar veikia ir kas neveikia. Tai, kas veikia, įrodo, kad visi žemiau esantys sluoksniai geri.
Ieškokite žemiausio sluoksnio, galinčio paaiškinti viską, kas neveikia. Tai labiausiai tikėtina priežastis.
Patikrinkite atsakymą pagal kitus klausimo faktus: jis turi paaiškinti juos visus.
Trumpiems skaičiavimams: perdavimo delsa yra paketo dydis, padalytas iš ryšio sparčio, o sklidimo delsa yra atstumas, padalytas iš signalo greičio.
ttrans = L / R tprop = d / v
5Išspręstas pavyzdys
Sekite kiekvieną žingsnį. Pabandykite nuspėti kitą, prieš jį atidarydami.
Išspręstas pavyzdys
Vartotojas gali pingu pasiekti 8.8.8.8, serverį internete, bet negali atidaryti jokios svetainės pagal vardą. Kur greičiausiai problema?
1
Išvardykite, kas veikia
Ping į interneto adresą sulaukia atsakymų. Taigi kabelis ar Wi-Fi veikia (1 ir 2 sluoksniai), kompiuteris turi galiojantį IP adresą, o numatytasis šliuzas ir maršrutizavimas veikia (3 sluoksnis).
2
Išvardykite, kas neveikia
Svetainės, atidaromos pagal vardą, neveikia. Prieš naršyklei susisiekiant su www.example.com, ji turi paversti tą vardą IP adresu.
3
Raskite protokolą
Vardų vertimas į IP adresus yra DNS, taikomojo sluoksnio protokolo, darbas.
4
Atmeskite alternatyvas
Neteisingas numatytasis šliuzas taip pat sustabdytų ping į 8.8.8.8. Sugedęs kabelis sustabdytų viską. Nei viena netinka faktams.
5
Patikrinkite atsakymą
DNS gedimas paaiškina visus faktus: srautas pagal IP adresą veikia, pagal vardą – ne. Sprendimas – teisingas DNS serverio nustatymas, dažniausiai gaunamas per DHCP.
Atsakymas
Problema yra vardų vertimas: kompiuterio DNS nustatymas arba DNS serveris.
6Dažnos klaidos
Painiojami DNS ir DHCP. DNS verčia vardus į adresus; DHCP išdalija adresus.
Painiojami komutatorius ir maršrutizatorius. Komutatorius naudoja MAC adresus viename tinkle; maršrutizatorius naudoja IP adresus tarp tinklų.
Manoma, kad UDP yra „blogas TCP“. Jis pasirenkamas sąmoningai, kai maža delsa svarbiau nei pakartotinis prarastų duomenų siuntimas.
Painiojamas pralaidumas (talpa) su delsa (vėlavimas).
Prievadų numeriai priskiriami tinklo sluoksniui. Prievadai priklauso transporto sluoksniui; IP adresai – tinklo sluoksniui.
Pamirštamas numatytasis šliuzas. Be jo kompiuteris pasiekia savo potinklį, bet nieko už jo.
Savikontrolė Kompiuteris pasiekia savo potinklio spausdintuvus, bet nieko už jo. Jo IP adresas ir kaukė teisingi. Koks greičiausiai gedimas?
Neteisingas DNS serveris
Neteisingas MAC adresas
Sugedęs tinklo kabelis
Trūkstamas arba neteisingas numatytasis šliuzas
Atsakymas: Trūkstamas arba neteisingas numatytasis šliuzas. Vietinis srautas veikia, todėl kabelis, MAC adresas ir IP nustatymai geri. Kiekvienas paketas į kitą tinklą eina į numatytąjį šliuzą, taigi būtent jo trūksta. DNS gedimas nesustabdytų srauto į IP adresą.
7Kaip atrodo egzamino uždaviniai
Lengvi: pagrindinės sąvokos ir faktai. OSI sluoksnių skaičius, ką daro DNS ar DHCP, numatytieji prievadų numeriai, IPv4 adreso dydis.
Vidutiniai: sąvokų taikymas. Įrenginio sluoksnis, kodėl pasirenkamas protokolas, ką daro ARP, NAT ar TCP pasisveikinimas, nedideli potinklių ir delsos skaičiavimai.
Sunkūs: atvejai ir analizė. Gedimų nustatymo scenarijai, TCP elgesys esant praradimams ir perkrovai, maršrutizavimo protokolai, atakos, tokios kaip ARP klastojimas ar SYN potvynis, ir TLS.
Kiekvienas klausimas turi keturis variantus. Pirmiausia atmeskite variantus, kurie priklauso netinkamam sluoksniui; dažnai lieka tik vienas.
Du neteisingi atsakymai dabar išbraukti. Vienas iš likusių dviejų yra teisingas.
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Kodėl tai yra atsakymas
IPv4 adresai yra 32 bitų ir užrašomi keturiais dešimtainiais oktetais. IPv6 adresai yra 128 bitų.
Atsakymas
A · 32
Pavyzdys 2Vidutinis
Koks yra IPv6 grįžtamosios kilpos adresas?
A::
B::1
Cfe80::1
Dff02::1
Rodyti užuominas
Sutrumpinta adreso, sudaryto vien iš nulių, išskyrus paskutinį bitą, forma.
Du neteisingi atsakymai dabar išbraukti. Vienas iš likusių dviejų yra teisingas.
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Kodėl tai yra atsakymas
::1 yra grįžtamosios kilpos adresas. :: yra nenurodytas adresas, fe80::/10 – kanalo vietiniai (link-local) adresai, o ff02::1 – visų mazgų daugiaadresio siuntimo grupė.
Atsakymas
B · ::1
Pavyzdys 3Sunkus
Kuo fragmentacija IPv6 skiriasi nuo IPv4?
AIPv6 neleidžia didesnių nei 576 baitų paketų
BIPv6 fragmentuoja transporto lygmeniu TCP viduje
CIPv6 maršrutizatoriai prieš persiųsdami fragmentuoja kiekvieną didesnį nei 64 baitų paketą
DMaršrutizatoriai niekada nefragmentuoja IPv6 paketų; tai gali daryti tik šaltinis, naudodamas kelio MTU aptikimą
Rodyti užuominas
Pagalvokite, kas atlieka darbą: galiniai mazgai ar maršrutizatoriai.
Du neteisingi atsakymai dabar išbraukti. Vienas iš likusių dviejų yra teisingas.
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Kodėl tai yra atsakymas
IPv6 maršrutizatorius per didelį paketą atmeta ir grąžina ICMPv6 Packet Too Big. Tada šaltinis siunčia mažesnius paketus arba naudoja fragmento išplėtimo antraštę.
Atsakymas
D · Maršrutizatoriai niekada nefragmentuoja IPv6 paketų; tai gali daryti tik šaltinis, naudodamas kelio MTU aptikimą
Klausimai ir atsakymai
Kompiuterių tinklai: kas tai?
Tinklas viename pastate ar miestelyje yra LAN (vietinis tinklas). Tinklas per miestus ar šalis yra WAN (globalusis tinklas). Internetas sujungia milijonus tinklų.
Duomenys keliauja ne kaip viena ilga srovė. Jie sukapojami į mažus gabalėlius, vadinamus paketais, ir kiekvienas paketas pats randa kelią iki paskirties.
Kompiuterių tinklai: kaip išmokti žingsnis po žingsnio?
Kas yra kompiuterių tinklas
Sluoksniai ir inkapsuliavimas
Adresai, įrenginiai ir pagalbiniai protokolai
Metodas žingsnis po žingsnio
Išspręstas pavyzdys
Dažnos klaidos
Kaip atrodo egzamino uždaviniai
Kompiuterių tinklai: ką lavinsite?
Lengvas: pagrindinės sąvokos ir faktai
Vidutinis: sąvokų taikymas
Sunkus: atvejai ir analizė
Kiekvienas klausimas turi keturis atsakymų variantus, ir tik vienas yra teisingas. Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
Kaip vyksta praktika
Kiekvienas klausimas turi keturis atsakymų variantus, ir tik vienas yra teisingas.
Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
Jūsų pažanga, klaidos ir išsaugoti uždaviniai išlieka, todėl prieš egzaminą galite viską pakartoti.