- •Информационные сети
- •Содержание
- •Часть I. Общие принципы построения вычислительных сетей
- •Основные понятия вычислительных сетей
- •Эволюция вычислительных систем
- •Понятие и основные компоненты сети.
- •Преимущества использования сетей.
- •Основные вопросы построения сетей.
- •Топология физических связей сети.
- •Организация совместного использования линий связи.
- •Адресация компьютеров.
- •Структуризация сети.
- •Организация вычислений в сети.
- •Классификация компьютерных сетей.
- •По территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть (локальные и глобальные сети).
- •По масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть (сети отделов, кампусов и корпораций).
- •По наличию выделенного сервера.
- •Характеристики вычислительных сетей.
- •Производительность.
- •Надежность и безопасность.
- •Расширяемость и масштабируемость.
- •Прозрачность.
- •Поддержка разных видов трафика.
- •Многоуровневый подход к описанию средств сетевого взаимодействия.
- •Сообщение как единица информации в сети.
- •Эталонная модель взаимодействия открытых систем (эмвос) osi.
- •Уровни модели osi.
- •Стандартные стеки коммуникационных протоколов.
- •Основы передачи дискретных данных.
- •Линии связи.
- •Типы линий связи.
- •Аппаратура линий связи.
- •Передача с установлением соединения и без установления соединения.
- •Обнаружение и коррекция ошибок.
- •Компрессия данных.
- •Методы коммутации.
- •Коммутация каналов.
- •Коммутация пакетов.
- •Коммутация сообщений.
- •Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровня.
- •Протоколы и стандарты канального уровня локальных сетей.
- •Раздел 802.2 определяет подуровень управления логическим каналом llc.
- •Технология Ethernet (ieee 802.3).
- •Общая характеристика технология Ethernet.
- •Метод доступа csma/cd.
- •Спецификации физической среды Ethernet.
- •Технология Fast Ethernet (ieee 802.3u).
- •Технология Gigabit Ethernet (ieee 802.3ab, ieee 802.3z).
- •Технология 10 Gigabit Ethernet (ieee 802.3ae).
- •Технология Token Ring (ieee 802.5).
- •Общая характеристика технологии.
- •Маркерный метод доступа к разделяемой среде.
- •Физический уровень технологии Token Ring.
- •Технология fddi.
- •Общая характеристика технологии.
- •Особенности метода доступа.
- •Физический уровень технологии fddi.
- •Технология беспроводных локальных сетей (ieee 802.11).
- •Обзор стандартов wlan.
- •Режимы функционирования беспроводных сетей.
- •Физические топологии беспроводных сетей.
- •Архитектура беспроводной сети.
- •Структурообразующее оборудование локальной сети.
- •Структурированная кабельная система локальной сети.
- •Сетевые адаптеры.
- •Повторители и концентраторы.
- •Логическая структуризация сети.
- •Причины логической структуризации.
- •Алгоритм моста.
- •Коммутаторы локальных сетей
- •Общие понятия
- •Методы коммутации
- •Архитектура коммутаторов
- •Дополнительные функции коммутаторов
- •Виртуальные локальные сети
- •Vlan на базе портов
- •Vlan на базе mac-адресов
- •Vlan на базе меток – стандарт 802.1q
- •Алгоритм покрывающего дерева Spanning Tree
- •Агрегирование портов и создание высокоскоростных сетевых магистралей
- •Обеспечение качества обслуживания (QoS)
- •Ограничение доступа к сети
- •Сетевой уровень как средство построения больших сетей.
- •Объединение сетей на основе протоколов сетевого уровня.
- •Ограничения сетей, объединенных на основе протоколов канального уровня.
- •Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня. Понятие составной сети.
- •Понятие маршрутизатора, принципы маршрутизации.
- •Принципы маршрутизации.
- •Функции маршрутизатора.
- •Коммутация третьего уровня.
- •Глобальные компьютерные сети.
- •Основные понятие глобальной сети.
- •Структура глобальной сети.
- •Типы глобальных сетей.
- •Глобальные связи на основе выделенных линий.
- •Аналоговые выделенные линии.
- •Цифровые выделенные линии.
- •Глобальные сети с коммутацией каналов.
- •Аналоговые телефонные сети.
- •Цифровые телефонные сети.
- •Isdn – сети с интегральными услугами.
- •Глобальные сети с коммутацией пакетов.
- •Принцип коммутации пакетов с использованием техники виртуальных каналов.
- •Сети х.25.
- •Сети Frame Relay.
- •Технология atm.
- •Удаленный доступ к сети.
- •Средства управления сетями.
- •Системы управления сетями.
- •Мониторинг и анализ локальных сетей.
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Информационные сети
конспект лекций для специальности 230201 – “ Информационные системы и технологии” специализации “Прикладное математическое и программное обеспечение”
Составил:
старший преподаватель кафедры ИТМ
М.Б. Малинов
Новокузнецк
2008
Введение
Технологии компьютерных сетей наряду с технологиями создания вычислительных систем являются одной из базовых информационных технологий, используемой при создании современных информационных систем (ИС), так как большинство ИС сегодня являются распределенными и состоят из множества компьютеров и других устройств.
Компьютерные сети позволяют связать воедино весь комплекс вычислительных устройств ИС, предоставляют средства для обмена информацией между компонентами ИС.
Кроме выполнения функций сетевого транспорта, современные информационные сети предоставляют пользователям широкий набор сетевых служб, позволяющих решать задачи доступа к распределенным аппаратным, программным и информационным ресурсам, совершенствования коммуникативного обмена между пользователями сети и др.
Следовательно, специалист в области ИС должен обладать знаниями в области сопровождения и использования информационных сетей как одной и основных составляющих современной ИС.
Содержание
Часть I. Содержание 3
Часть I. Общие принципы построения вычислительных сетей 5
Часть II. Эталонная модель взаимодействия открытых систем. 17
Часть II. Основы передачи дискретных данных. 28
Часть III. Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровня. 32
Часть IV. Структурообразующее оборудование локальной сети. 51
Сетевой уровень как средство построения больших сетей. 73
Глобальные компьютерные сети. 78
Часть V. Средства управления сетями. 87
Часть I. Общие принципы построения вычислительных сетей
Основные понятия вычислительных сетей
Эволюция вычислительных систем
Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов – большие, громоздкие и дорогие – предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки. Режим пакетной обработки – режим работы вычислительной системы, при котором пользователь не имеет интерактивного доступа к компьютеру. Программы и данные на машинных носителях (чаще всего на перфокартах) вводятся в ЭВМ и выстраиваются в одну или несколько очередей, из которых последовательно выбираются на обработку. Результаты выполнения программ выдаются пользователям (обычно в распечатанном виде). Пакетный режим – самый эффективный режим использования вычислительной мощности.
В начале 60-х годов начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени. В таких системах к мощному центральному компьютеру подключается несколько пользовательских терминалов, которые обеспечивают диалог с компьютером одновременно нескольких пользователей. Компьютер работает в режиме разделения времени, последовательно предоставляя доступ к компьютеру всем подключенным терминалам. Терминалы могли быть расположены на значительном удалении от центрального компьютера (сотни метров), так что у пользователя создавалось впечатление, что вычисления производятся пользовательским терминалом.
Появление первых глобальных сетей было вызвано потребностью доступа к компьютеру с терминала, удаленного на многие километры. Терминалы соединялись с компьютером с помощью модемов. Такие сети позволяли многим пользователям получать доступ к ресурсам нескольких компьютеров класса суперЭВМ. Затем были реализованы удаленные связи типа компьютер-компьютер, позволяющие компьютерам обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными сетевые службы.
Первые локальные сети появились вначале 70-х, когда с появление больших интегральных схем и удешевлением компьютеров они стали доступны даже для небольших предприятий и организаций. Появилось множество нестандартных устройств сопряжения для соединения нескольких компьютеров между собой.
Стандартные технологии локальных сетей были разработаны в середине 80-х, когда стали массово распространяться персональные компьютеры. Они позволили легко создавать новые сети, обеспечили прозрачный доступ к сетевым ресурсам большому числу непрофессиональных пользователей. Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем, например, NetWare. После этого сеть начинала работать и присоединение каждого нового компьютера не вызывало никаких проблем - естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии.
Современные тенденции развития сетевых технологий: сближение технологий локальных и глобальных сетей, обработка мультимедийной информации. Далекая перспектива развития вычислительных сетей видится в слиянии технологий всех информационных сетей вообще: компьютерных, телефонных, телевизионных и т.п.