- •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.
Основы передачи дискретных данных.
Линии связи.
Типы линий связи.
Линия связи (канал связи) состоит в общем случае из физической среды передачи данных, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры.
Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель, земную атмосферу или космическое пространство.
В зависимости от среды передачи данных линии связи делятся на:
проводные (воздушные);
кабельные (медные и волоконно-оптические);
инфракрасные каналы;
лазерные каналы;
радиоканалы наземной и спутниковой связи.
Проводные (воздушные) линии связи – провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Высокий уровень помех, низкая скорость передачи.
Кабельные линии связи. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, климатической. Кабель может быть оснащен разъемами для быстрого присоединения оборудования. В компьютерных сетях применяют три типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой и волоконно-оптические кабели.
Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair). Существует в экранированном и неэкранированном варианте. Скручивание снижает влияние внешних помех на полезные сигналы.
Коаксиальный кабель имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем диэлектрика. Скорость передачи – 10 Мбит/с и выше.
Волоконно-оптический кабель (optical fiber) состоит из тонких (5-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Оптоволокно состоит из центрального проводника света (сердцевины) – стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла – оболочкой, обладающей меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Скорость передачи – 10 Гбит/с и выше. Высокая помехозащищенность.
Инфракрасные каналы. Используют для передачи данных инфракрасные лучи. Могут работать как в условиях прямой видимости между излучателем и приемником, так и в рассеянном и отраженном свете. Скорость передачи – 10 Мбит/с, дальность 30 м.
Лазерные каналы. В качестве источника излучения – лазер. Требуется прямая видимость между излучателем и приемником.
Радиоканалы наземной и спутниковой связи – образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Большая дальность связи. Подвержены помехам.
Аппаратура линий связи.
Аппаратура линий связи делится на классы:
Аппаратура передачи данных (DCE) – непосредственно связывает компьютеры или локальные сети пользователя с линией связи.
Оконечное оборудование данных (DTE) – аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая к аппаратуре DCE.
Промежуточная аппаратура – используется для улучшения качества сигнала и создания канала связи между абонентами сети. Она прозрачна для пользователя.
Методы передачи дискретных данных на физическом уровне.
Аналоговая модуляция.
Применяется для передачи дискретных данных по каналам с узкой полосой частот, например каналам тональной частоты телефонной сети. Информация кодируется изменением амплитуды, частоты или фазы синусоидального сигнала несущей частоты.
Цифровое кодирование.
При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды. В потенциальных кодах логические единицы и нули представляются разными значениями потенциала сигнала. Импульсные коды представляют двоичные данные либо импульсами определенной полярности, либо перепадом потенциала определенного направления.
Методы передачи данных канального уровня.
Асинхронная и синхронная передача.
При асинхронной передаче данные передаются отдельными символами (байтами), ограниченными старт-стоповыми символами. Передача символа начинается по сигналу готовности принимающей стороны, после приема символа принимающая сторона посылает подтверждение приема.
При синхронной передаче между пересылаемыми байтами нет стартовых и стоповых сигналов. Данные группируются в кадр, все биты которого передаются непрерывным синхронным потоком, что значительно ускоряет передачу.