В.1 Топология – способ соединения компа в сеть. Тип топологии определяет стоимость, защищённость, производительность, надёжность эксплуатации рабочих станций. Одним из подходов классификации топологии LVS является выделение 2-х основных классов: Широковещательные, Последовательные.
Основные топологии: 1)Общая шина. 2)Кольцо. 3)Звезда. 4)Полносвязная. 5)Ячеистая. 6)Смешенная.
Канал связи – путь (средство), по которому передаются сигналы. Создаются по линиям связи, при помощи сетевого оборудования и физических средств связи (витая пара, коаксиальный кабель).
Протокол – совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информации между 2-мя или несколькими устройствами.
Стек протоколов - разделенный на уровни набор протоколов, которые работают совместно, реализуя определенную коммуникационную архитектуру.
Интерфейс — совокупность средств, методов и правил взаимодействия между элементами системы.
В.2 Протяженные телекоммуникационные сети с коммутацией каналов при разработке оптимизировались для достижения наилучших характеристик при передаче голоса, и подавляющая доля потока данных в этих сетях связывалась именно с голосовой передачей. Ключевая характеристика таких сетей в том, что ресурсы внутри сети выделяются под определенные телефонные вызовы. Для голосового соединения это не плохо, поскольку один из абонентов обычно говорит, и канал не простаивает. Можно сказать, что дуплексный канал при телефонной связи используется на 50%. Полоса пропускания для канала также оптимизирована и установлена как раз такой, чтобы можно было обеспечить приемлемое качество передачи речи. Однако при использовании таких телекоммуникационных сетей для передачи данных между компьютерами, появляются два очевидных недостатка:
1) При типовом соединении (например, терминал-хост) значительную часть времени канал связи может быть свободен. Но телекоммуникационная сеть выделяет вполне определенную полосу пропускания под этот канал и не может использовать его для другого приложения. Таким образом, подход с коммутацией каналов не эффективен.
2) В сетях с коммутацией каналов соединение обеспечивает передачу на постоянной скорости. Поэтому любой паре устройств терминал-хост будет предоставлена одна и та же фиксированная скорость, что ограничивает возможности сети при подключении разнообразных хостов и терминалов.
Сеть с коммутацией пакетов способна устранить эти недостатки. Данные в такой сети передаются в виде блоков, называемых пакетами (или кадрами). Обычно верхний предел длины пакета в зависимости от стандарта может быть от тысячи до нескольких тысяч байт. Если устройство – источник передачи желает передать данные размером больше максимальной длины пакета, то данные разделяются на несколько пакетов
В.3 Архитектура – концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочей станции в сети. Определяет основные элементы сети, характеризует её общую логическую организацию, технич обеспечение, ПО, описывает методы кодирования.
Виды архитектур: 1)Терминал-Главный комп (концепция информационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компов). 2)Одноранговая архитектура (концепция информационной сети, в которой её ресурсы рассредоточены по всем системам. Характеризуется тем, что в ней все системы равноправны). 3)Клиент-Сервер (концепция информационной сети, в которой основная часть её ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов).
Локальная вычислительная сеть — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры).
Глобальная компьютерная сеть — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров. Служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Деление сетей по степени территориальной распределённости: 1)глобальные (WAN), 2)городские (MAN), 3)локальные (LAN). Отличие лок от глоб: протяжённость и способ прокладки линий связи, качество; сложность методов передачи и оборудования; скорость обмена данными; оперативность выполнения запросов.
В.4 Сетевая ОС - совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями.
Важнейшей частью операционной системы, влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления процессами. Для каждого вновь создаваемого процесса ОС генерирует системные информационные структуры, которые содержат данные о потребностях процесса, о выделенных ему ресурсах. Процесс можно также определить как некоторую заявку на потребление системных ресурсов. Чтобы процесс мог быть выполнен, операционная система должна назначить ему область оперативки, в которой будут размещены коды и данные процесса, а также предоставить ему необходимое количество процессорного времени. Важной задачей операционной системы является защита ресурсов, выделенных данному процессу, от остальных процессов. Одним из наиболее тщательно защищаемых ресурсов процесса являются области оперативной памяти.
Управление памятью включает распределение имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе в данный момент процессами, загрузку кодов и данных процессов в отведенные им области памяти, настройку адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области, а также защиту областей памяти каждого процесса. Одним из наиболее популярных способов управления памятью в современных операционных системах является так называемая виртуальная память.
Для удобства работы с данными файлы группируются в каталоги, которые, в свою очередь, образуют группы — каталоги более высокого уровня. Пользователь может с помощью ОС выполнять над файлами и каталогами такие действия, как поиск по имени, удаление, вывод содержимого на внешнее устройство, изменение и сохранение содержимого. Файловая система ОС выполняет преобразование символьных имен файлов, с которыми работает пользователь, в физические адреса данных на диске, организует совместный доступ к файлам, защищает их от несанкционированного доступа.
В.5 Перемещение информации между компьютерами различных схем является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980 гг. Международная Организация по Стандартизации (ISO) и Международный Консультативный Комитет по Телеграфии и Телефонии (МККТТ) признали необходимость в создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей. В тесном сотрудничестве была разработана эталонная модель "Взаимодействие Открытых Систем" (ЭМВОС). Эта модель была описана в рекомендациях Х.200 (МККТТ) и ISO 7498 (ISO). ЭМВОС быстро стала основной архитектурной моделью для передачи межкомпьютерных сообщений.
Горизонтальная модель на базе протокола, обеспечивает механизм взаимодействия прог и процессов на разных ПК.
Вертикальная модель на основе услуг, обеспечивается соседними уровнями друг другу на одном ПК.
Информация на компе отправителя должна пройти через все уровни, затем передаётся по физич среде до компа получателя и опять проходит сквозь все слои, пока не доходит до того же уровня, с которого была послана на компе отправителе.
Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты – единицы информации, передаваемые между станциями сети. При отправки данных пакет проходит последовательно через все уровни ПО. На каждом уровне к пакету добавляется управляющая информация данного уровня (заголовок), которая нужна для успешной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке.
В.6 Работа сети по маршрутизации пакетов ускоряется за счет двух факторов. Первый состоит в том, что решение о продвижении пакета принимается быстрее из-за меньшего размера таблицы коммутации. Вторым фактором является уменьшение доли служебной информации в пакетах. Кроме таблицы маршрутизации для каждого порта составляется таблица коммутации. Сети Х.25 являются на сегодняшний день самыми распространенными сетями с коммутацией пакетов, используемыми для построения корпоративных сетей. Терминалы не имеют конечных адресов сети Х.25 Если сеть Х.25 не связана с внешним миром, то она может использовать адрес любой длины (в пределах формата поля адреса) и давать адресам произвольные значения. Максимальная длина поля адреса в пакете Х.25 составляет 16 байт.
В сетях с пакетной коммутацией (PSN - Packet-Switched Network) осуществляется обмен небольшими пакетами фиксированной структуры, поэтому в узлах коммутации не создаются очереди. К достоинствам сетей с коммутацией каналов относятся: эффективность использования сети, надежность, быстрое соединение. Основным недостатком сетей с пакетной коммутацией является временные задержки пакетов в узлах сети (промежуточном коммуникационном оборудовании), что затрудняет передачу аудиоинформации и видеоинформации, которые чувствительные к задержкам.
В.7 Физический уровень модели ЭМВОС
Выполняет передачу видов по физическим каналам: коаксиальный кабель, оптоволоконный, витая пара. На данном уровне определяются характеристики физических сред передачи данных и параметров электрических сигналов.
Функции: установление и разъединение физических соединений;
передача сигналов в последовательном коде и приёме;
идентификация каналов;
оповещение о неисправности.
В.8 Технология FDDI – оптоволоконный интерфейс распределённых данных, первая технология лок сетей, в которой средой передачи данных является оптоволоконный кабель.
В период с 1986 по 1988 были разработаны начальные версии FDDI, которые обеспечивали передачу данных со скоростью 100Мбит по двойному оптоволоконному кольцу длиной 100км.
Характеристики: Основывается на технологии TokingRing, развивая и совершенствуя её основные идеи.
Цели: 1)Повысить битовую скорость до 100Мбит. 2)Повысить отказоустойчивость сети за счёт стандартных процедур восстановления её после отказов разного рода. 3)Макс эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети, как для асинхронного, так и для синхронного трафика.
Сети FDDI строятся на основе 2-ч оптоволоконных колец, которые образуют основные и резервные пути передачи данных между узлами сети. Наличие 2-х оптоволоконных колец – основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надёжности, должны быть подключены к обоим кольцам. В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и участки кабеля только первичного кольца. Этот режим – сквозной.
В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные, первичное кольцо объединяется со вторичным, вновь образуя единое кольцо. Этот режим – сворачивание.
Сеть FDDI может полностью восстановить свою работоспособность, в случае единичных отказов её элементов. При множественных отказах сеть распадается на несколько несвязных сетей.. FDDI дополняется механизмами обнаружения отказа технологии TokinRing.
Макс кол-во станций двойного подключения в кольце – 500, макс диаметр кольца – 100км, макс расстояние между соседними узлами – 2км.
В.9 Канальный уровень модели ЭМВОС:
Обеспечивает передачу кадра данных между любыми узлами в сетях с типовой топологией или между 2-мя соседними узлами в сетях с произвольной топологией. В протоколах заложена определённая структура связей между компами и способы их адресации. В качестве адреса используется мак-адрес.
Функции: организация канальных соединений и идентификация их портов;
организация и передача кадров;
обнаружение и исправление ошибок;
управление потоками данных.
В.10 FrameRelay (ретрансляция кадров) — протокол канального уровня сетевой модели OSI. Служба коммутации пакетов Frame Relay в настоящее время широко распространена во всём мире. Максимальная скорость, допускаемая протоколом FR — 34,368 мегабит/сек (каналы E3). Коммутация: точка-точка.
Frame Relay был создан в начале 1990-х в качестве замены протоколу X.25 для быстрых надёжных каналов связи, технология FR архитектурно основывалась на X.25 и во многом сходна с этим протоколом, однако в отличие от X.25, рассчитанного на линии с достаточно высокой частотой ошибок, FR изначально ориентировался на физические линии с низкой частотой ошибок.
В основном применяется при построении территориально распределённых корпоративных сетей, а также в составе решений, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности канала передачи данных (видеоконференции).
В.11 Сетевой уровень модели ЭМВОС:
Обеспечивает доставку данных между любыми 2-мя узлами в сети с произвольным уровнем, при этом он не берёт на себя никаких обязательств по надёжности передачи данных.
Функции: создание сетевых соединений и идентификация их портов;
управление потоками пакета;
маршрутизация и коммутация;
сегментирование и объединение пакетов.
В.12 Технология X.25 — семейство протоколов канального уровня сетевой модели OSI. Предназначалось для организации WAN на основе телефонных сетей с линиями с достаточно высокой частотой ошибок, поэтому содержит развитые механизмы коррекции ошибок. Ориентирован на работу с установлением соединений. Исторически является предшественником протокола Frame Relay.
X.25 обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (PVC, SVC) в одной линии связи, идентифицируемых в X.25-сети по идентификаторам подключения к соединению идентификаторы логического канала (LCI) или номера логического канала (LCN).
Благодаря надёжности протокола поверх телефонных сетей общего пользования X.25 широко использовался как в корпоративных сетях, так и во всемирных специализированных сетях предоставления услуг, таких как SWIFT (банковская платёжная система), однако в настоящее время X.25 вытесняется другими технологиями канального уровня (Frame Relay, ISDN, ATM) и протоколом IP.
Режимы и типы пакетов: 1)Режим установления соединения (используется при установлении соединения SVC между DTE-устройствами, работает на уровне виртуальных каналов, только SVC). 2)Режим передачи данных (используется при передаче данных по виртуальному каналу, работает на уровне виртуальных каналов и используется в случае как SVC, так и PVC). 3)Режим ожидания (характеризуется отсутствием передачи данных при установленном виртуальном канале, работает на уровне виртуальных каналов, только SVC). 4)Режим разрыва соединения (используется при разрыве соединения SVC между DTE-устройствами, работает на уровне виртуальных каналов, только SVC). 5)Режим перезапуска (используется для переустановления соединений между DTE-устройством и локально работающих с ним DCE-устройствами; в отличие от других режимов, выполняется пределах одного физического DTE-устройства).
В.13 Транспортный уровень модели ЭМВОС:
Обеспечивает передачу данных между любыми узлами сети с требуемым уровнем надёжности. Для этого на уровне имеются средства установления соединения, нумерации, буферизации и упорядочения пакетов.
Функции: управление и передача по сети;
обеспечение целостности данных;
восстановление передачи после отказа и неисправности;
подтверждение передач.
В.14 ATM (асинхронный способ передачи данных) — сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера (53 байта), из которых 5 байтов используется под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных (STM), ATM лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.
Основы технологии ATM были разработаны независимо во Франции и США в 1970-х.
Технология реализуется как в локальных, так и в глобальных сетях. Допускается совместная передача различных видов информации, включая видео, голос. Ячейки данных, используемые в ATM, меньше в сравнении с элементами данных, которые используются в других технологиях. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:
передавать данные по одним и тем же физическим каналам, причём как при низких, так и при высоких скоростях;
работать с постоянными и переменными потоками данных;
интегрировать любые виды информации: тексты, речь, изображения, видеофильмы;
поддерживать соединения типа точка-точка, точка-множество, множество-множество.
Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях: 1)постоянный виртуальный канал (PVC), 2)коммутируемый виртуальный канал (SVC), 3)автоматически настраиваемый постоянный виртуальный канал (SPVC)
Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы (VC).
Для маршрутизации в пакетах используют так называемые идентификаторы пакета. Они бывают двух видов: VPI — идентификатор виртуального пути (номер канала)
VCI — идентификатор виртуального канала (номер соединения)
В.15 Сеансовый уровень модели ЭМВОС: предоставляет средства управления диалогами, позволяет фиксировать какая из взаимодействующих строк является активной в настоящий момент. Представляет средства синхронизации в рамках процедуры обмена сообщениями.
Функции: установление и завершение на уровне, соединении и взаимодействии с системами; выполнение нормального обмена данными между прикладными процессами; синхронизация сеансов.
Уровень Представления модели ЭМВОС: в отличие от нижележащих уровней, которые имеют дело с надёжной и эффективной передачей, уровень представления имеет дело с внешним представлением данным. Могут выполняться разные виды преобразования данных, т.к. компрессия, декомпрессия, шифровка, дешифровка.
Функции: согласование представления данных между прикладными процессами; реализация форм представления данных; представление графического материала; засекречивание данных.
Прикладной уровень модели ЭМВОС: набор разных сетевых сервисов, предоставляемых конечным пользователям и приложениям.
Функции: описание форм и методов взаимодействия прикладных процессов; идентификация пользователей по паролям; определение функционирующих абонентов и возможность доступа к прикладным новым процессам.
В.16 Ethernet – самый распространённый стандарт локальных сетей (более 5млн сетей, более 20млн компов), сетевой стандарт основан на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала в 1975 году.
В 80г. Фирмы Xerox, Intel, Deg совместно разработали стандарт Ethernet v2. Построен на основе коаксиального кабеля. На основе стандарта Ethernet был разработан стандарт 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но имеет отличия. Фирменный стандарт фирмы Xerox – Ethernet, а версия IEEE – стандартная технология 802.3. В 1995г принят стандарт PathEthernet, в 1998 Гбит Ethernet.
Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня, технология Ethernet обеспечивает пропускную способность 10Мбит/сек. Все виды стандартов Ethernet используют один и тот же метод разделения среды: метод CSMA/CD.
Ethernet – распространённая технология локальных сетей.
Ethernet – 10Мбитная технология.
Важным явлением в сетях является коллизия, т.е. ситуация, когда 2 станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде.
На характеристики производительной сети большое значение оказывает коэффициент использования, который не превышает 50%.
Макс пропускная способность Ethernet – 9,75 Мбит/сек.
В.17
4уровень стека TCP/IP соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня.
3уровень занимается передачей дейтаграмм с использованием различных локальных сетей, территориальных сетей X.25, линий специальной связи. В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP.
2уровень называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP и протокол дейтаграмм пользователя UDP. Также этот уровень называют транспортным.
1уровень называется прикладным. К прикладным относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, и многие другие. На этом уровне функционирует служба DNS, которая позволяет преобразовывать хостам Интернет имена в IP-адреса.
В.18 Ключевым компонентом любой распределенной системы является файловая система. В распределенной системе функцией файловой системы является хранение программ и данных и предоставление доступа к ним по мере необходимости. Файловая система поддерживается одной или более машинами, называемыми файл-серверами. Файл-серверы перехватывают запросы на чтение или запись файлов, поступающие от других машин (не серверов). Эти другие машины называются клиентами. Каждый посланный запрос проверяется и выполняется, а ответ отсылается обратно. Файл-серверы обычно содержат иерархические файловые системы, каждая из которых имеет корневой каталог и каталоги более низких уровней. Рабочая станция может подсоединять и монтировать эти файловые системы к своим локальным файловым системам. При этом монтируемые файловые системы остаются на серверах.
Между файловым сервисом и файловым сервером есть различия. Файловый сервис - это описание функций, которые файловая система предлагает своим пользователям. Файловый сервер - это процесс, который выполняется на отдельной машине и помогает реализовывать файловый сервис.
Andrew file system (AFS) — масштабируемая и независимая от расположения ФС
Apple Filing Protocol (AFP) — ФС от Apple Computer.
RFS (Remote File Sharing — совместное использование удаленных файлов)
Server Message Block (SMB) — стандартв Windows-ориентированных сетях
В.19 Именованный канал или именованный конвейер - один из методов межпроцессного взаимодействия. В Windows дизайн именованных каналов смещён к взаимодействию «клиент-сервер», и они работают во многом как сокеты: помимо обычных операций чтения и записи, именованные каналы в Windows поддерживают явный «пассивный» режим для серверных приложений. Windows 95 поддерживает клиенты именованных каналов, а системы ветви Windows NT могут служить также и серверами. К именованному каналу можно обращаться в значительной степени как к файлу. Можно использовать функции Windows API CreateFile, CloseHandle, ReadFile, WriteFile, чтобы открывать и закрывать канал, выполнять чтение и запись. Функции стандартной библиотеки Си такие как fopen, fread, fwrite и fclose.
Именованные каналы — это также сетевой протокол в SMB, основанный на использовании особой части межпроцессного взаимодействия (IPC). IPC в SMB может бесшовно и прозрачно передавать контекст аутентификации пользователя на другую сторону именованного канала. Наследование аутентификации для именованных каналов Windows NT для пользователя и разработчика настолько прозрачно, что почти незаметно, в связи с чем его часто неправильно понимают.
Именованные каналы в Linux (в UNIX их иногда называют FIFO) могут использоваться как средство взаимодействия между неродственными и даже удаленными процессами.
В.20 Концентратор (хаб, повторитель) - сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. В настоящее время хабы почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключённое устройство в отдельный сегмент.
Основная функция: повтор кадра либо на всех портах, либо только на некоторых.
Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Таким образом, все подключённые к концентратору устройства находятся в одном домене коллизий. Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса, все подключённые устройства Ethernet разделяют между собой предоставляемую полосу доступа.
Коллизия - наложение двух и более кадров (пакетов) от станций, пытающихся передать кадр в один и тот же момент времени
Сетевой адаптер – периферийное устройство, позволяющее компу взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время, особенно в персональных компьютерах, сетевые платы довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства и удешевления всего компьютера в целом.
Сетевой адаптер вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем (OSI) в конечном узле сети — компьютере. Более точно, в сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет только функции физического и MAC-уровней, в то время как LLC-уровень обычно реализуется модулем операционной системы, единым для всех драйверов и сетевых адаптеров. Собственно так оно и должно быть в соответствии с моделью стека протоколов IEEE 802.
В.21
На физическом и канальном уровнях в сетях Novell используются все популярные протоколы этих уровней (Ethernet, Token Ring, FDDI и другие).
На сетевом уровне в стеке Novell работает протокол IPX, а также протоколы обмена маршрутной информацией RIP и NLSP IPX является протоколом, который занимается вопросами адресации и маршрутизации пакетов в сетях Novell.
Транспортному уровню модели OSI в стеке Novell соответствует протокол SPX, который осуществляет передачу сообщений с установлением соединений.
На прикладном, представительном и сеансовом уровнях работают протоколы NCP и SAP. Протокол NCP является протоколом взаимодействия сервера NetWare и оболочки рабочей станции. Этот протокол прикладного уровня реализует архитектуру клиент-сервер на верхних уровнях модели OSI. Протокол SAP позволяет сетевым устройствам постоянно корректировать данные о том, какие сервисные услуги имеются сейчас в сети/
В.22 Маршрутизатор (роутер) - сетевое устройство, пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети и принимающее решения на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. Маршрутизаторы делятся на программные и аппаратные.
Принцип работы: Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается. Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов.
Помогают уменьшить загрузку сети, применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам.
Мост — сетевое устройство 2 уровня модели OSI, предназначенное для объединения сегментов компьютерной сети разных топологий и архитектур.
Мост обеспечивает:
ограничение домена коллизий
задержку фреймов, адресованных узлу в сегменте отправителя
ограничение перехода из домена в домен ошибочных фреймов
Отличие коммутатора от моста: мост обрабатывает кадры последовательно, а коммутатор – параллельно. Коммутатор эффективнее.
Доме́н колли́зий - каждый узел может создать коллизию с любым другим узлом этой части сети.
Коммутатор – мультипроцессорный мост, способный параллельно продвигать кадры между всеми парами своих портов. Постепенно вытесняют однопроцессорные мосты, т.к. у коммутаторов больше производительность.
В.23 В феврале 80г появился стандарт IEEE802, который установил стандарты для физических компонентов сети, т.е. для интерфейсных плат и кабельных систем, с которыми имеет дело физич и канальный уровень моделей OSI.
Стандарт распространяется: на платы сетевых адаптеров; компоненты глоб вычислит сетей; компоненты сетей, при построении которых исп коаксиальный кабель и витую пару.
Категории:
802.1 – относиться к объединению сетей;
802.2 – управление логической связью;
802.3 – LVS с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением коллизий;
802.4 – LVS с топологией шина и передачей маркера;
802.5 – LVS с топологией кольцо и передачей маркера;
802.6 – сеть масштаба города;
802.7 – консультативный совет по широковещательной технологии;
802.8 – консультативный совет по оптоволоконной технологии;
802.9 – интегрированные сети с передачей речи и данных;
802.10 – безопасность сетей;
802.11 – беспроводная сеть;
802.12 – LVS с доступом по приоритету запроса.
802.15 – стандарт блютус
802.16 – стандарт широкополосной беспроводной связи
802.17 – адаптивные кольцевые высокоскоростные сети
В.24 Сетевая ОС - совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями.
Устройства ввода-вывода делятся на два типа:
блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства.
Блок-ориентированные устройства хранят информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес. Самое распространенное блок-ориентированное устройство - диск.
Байт-ориентированные устройства не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, они генерируют или потребляют последовательность байтов. Примерами являются терминалы, строчные принтеры, сетевые адаптеры. Однако некоторые внешние устройства не относятся ни к одному классу, например, часы, которые, с одной стороны, не адресуемы, а с другой стороны, не порождают потока байтов. Это устройство только выдает сигнал прерывания в некоторые моменты времени.
ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера. Например, контроллер гибкого диска IBM PC принимает 15 команд, таких как READ, WRITE, SEEK, FORMAT
В.25 TCP/IP - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.
Стек протоколов tcp/ip включает в себя протоколы четырёх уровней:
прикладного (application),
транспортного (transport),
сетевого (network),
канального (data link).
Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.
Достоинства: наиболее завершённый стандарт, большинство крупных сетей передают основную часть своего трафика с помощью этого протокола, метод получения доступа к сети интернет, Все современные операционные системы поддерживают стек TCP/IP
В.26 Синхронизация необходима процессам для организации совместного использования ресурсов, таких как файлы или устройства, а также для обмена данными. В однопроцессорных системах решение задач взаимного исключения, критических областей и других проблем синхронизации осуществлялось с использованием общих методов, таких как семафоры и мониторы. Однако эти методы не совсем подходят для распределенных систем, так как все они базируются на использовании разделяемой оперативной памяти.
Алгоритмы взаимного исключения:
Системы, состоящие из нескольких процессов, часто легче программировать, используя так называемые критические секции. Когда процессу нужно читать или модифицировать некоторые разделяемые структуры данных, он прежде всего входит в критическую секцию для того, чтобы обеспечить себе исключительное право использования этих данных, при этом он уверен, что никакой процесс не будет иметь доступа к этому ресурсу одновременно с ним. Это называется взаимным исключением.
Централизованный алгоритм (Наиболее очевидный и простой путь реализации взаимного исключения в распределенных системах - это применение тех же методов, которые используются в однопроцессорных системах. Один из процессов выбирается в качестве координатора),
Распределённый алгоритм (Когда процесс хочет войти в критическую секцию, он формирует сообщение, содержащее имя нужной ему критической секции, номер процесса и текущее значение времени. Затем он посылает это сообщение всем другим процессам. Предполагается, что передача сообщения надежна, то есть получение каждого сообщения сопровождается подтверждением)
Алгоритм Token Ring.
В.27 IPX/SPX (от англ. - межсетевой обмен пакетами/последовательный обмен пакетами) — стек протоколов, используемый в сетях Novell NetWare. Протокол IPX обеспечивает сетевой уровень (доставку пакетов, аналог IP), SPX —транспортный и сеансовый уровни (аналог TCP).
Стек протоколов является непосредственной частью операционной системы Novell NetWare, появившейся в 1983 году и считается развитием стека протоколов XNS компании Xerox. IPX/SPX считался оптимальным для применения в локальных вычислительных сетях, в то время как TCP/IP предполагался более эффективным для глобальных сетей. К концу 1990-х TCP/IP, являвшийся стандартным стеком интернета, фактически вытеснил IPX/SPX и из локальных вычислительных сред. Стек IPX/SPX никогда не имел применения в глобальных сетях. В настоящее время протокол не является обязательным к использованию в сетях Netware (начиная с версий 4.x), и поддерживается не только ей.
Изначально клиент стека был разработан Novell именно для DOS и широко применялся как в корпоративных сетях, так и для сетевых игр. Ввиду широкого распространения протоколов в 90-х годах, Microsoft реализовала их под Windows, начиная с Windows for workgroups и Windows NT, под названием NWLink. Тем не менее, они по умолчанию использовались только как транспорт для SMB/NetBIOS.
В.28 Удаленный доступ характеризуется использованием глобальных транспортных служб, несимметричностью взаимодействия и большим количеством удаленных пользователей.
При удаленном доступе в основном используются аналоговые телефонные сети и ISDN.
Удаленные пользователи подключаются к специальному устройству центральной сети - серверу удаленного доступа (RAS), которое работает в режиме маршрутизатора или шлюз.
Наиболее универсальным режимом удаленного доступа является режим удаленного узла, при котором компьютер пользователя является узлом локальной сети предприятия со всеми его возможностями, но только подключенным к сети через низкоскоростной канал по протоколу РРР.
Связь с центральной локальной сетью по инициативе удаленного пользователя называется режимом dial-in (основной режим), а по инициативе пользователя центральной сети - dial-out.
Режимы терминального доступа и удаленного управления позволяют удаленному пользователю подключиться к компьютеру центральной сети в режиме, имитирующем работу локального терминала.
Для удаленного доступа может использоваться режим электронной почты, который автоматически поддерживается многими приложениями.
Для экономичного удаленного доступа в последнее время часто используется двухступенчатая схема доступа, в которой на первом этапе удаленный пользователь подключается через местную телефонную сеть к местному поставщику услуг Internet, а через Internet выполняется второй этап подключения - к центральной сети, расположенной в другом городе или другой стране.
Для скоростного доступа к Internet через инфраструктуру абонентских окончаний телефонных аналоговых сетей или сетей кабельного телевидения разработаны новые технологии цифрового абонентского окончания - технологии *DSL, из которых наибольший интерес представляет технология асимметричного доступа ADSL.
В.29 Адресация в IP сетях:
1) Физич или лок адрес узла, определяемый технологией с помощью которой построена сеть. Для узлов, входящих в лок сеть – это мак-адрес. Эти адреса назначаются производителями и явл уникальными.
2) Сетевой/IP-адрес состоит из 4-х байт. Назначается во время конфигурирования сети, состоит из номера сети и номера узла.
3) Символьный адрес назначается админом, используется на прикладном уровне в протоколах АТР.
Существует 5 классов адесов: A, B, C, D, E. A, B, C используются для адресации сети. D, E имеют специальное назначение. К классу A относится адрес, в котором старший бит имеет значение 0. Под идентификатор сети отводится 1 байт. Значения могут быть от 00000001 до 01111110. Остальные 3 байта интерпретируются как адрес узла сети 1-126. Если все единицы, 127 зарезервирован для специальных целей: является внутренним адресом стека протоколов компьютера или маршрутизатора. Он используется для тестирования программ. Для работы клиентской и серверной части приложения. Класс B - 10- старшие 2 бита. Сюда относятся адреса от 128 до 191.255 К классу С - 110– адреса, старшие 3 бита которых имеют следующие значения: 192.0.0-223.255.255. Класс D - 1110 – групповой адрес. Идентифицирует группу сетевых интерфейсов, которые могут принадлежать различным сетям. Интерфейс, входящий в группу, имеет как индивидуальный, так и групповой адрес. Класс E зарезервирован для будущих применений.
В.30 Канальный уровень должен обнаруживать ошибки передачи данных, связанные с искажением бит в принятом кадре данных или с потерей кадра и по возможности их корректировать.
Все методы обнаружения ошибок основаны на передаче в составе кадра данных служебной избыточной инфы, по которой можно судить с некоторой степенью вероятности о достоверности принятых данных. Эта служебная инфа – контрольная сумма. Принимающая сторона повторно вычисляет контрольную сумму кадров по известному алгоритму. В случае её совпадения делает вывод, что данные были переданы корректно.
Алгоритм вычисления контрольной суммы, отличающейся сложностью и способностью обнаруживать ошибки в данных: 1)Контроль по приоритетам (наименее мощный алгоритм, т.е. с его помощью можно обнаружить одиночные ошибки). 2)Вертикальный и горизонтальный контроль по приоритету (исходные данные рассматриваются в виде матрицы, позволяет обнаружить все одиночные ошибки). 3)Циклический избыточный контроль (популярный метод, высокая вычислительная сложность, обнаруживает все одиночные ошибки, двойные и ошибки в нечётном числе бит).
Методы коррекции ошибок в вычислительных сетях основаны на повторной передачи кадров данных, если кадр теряется или искажается. Отправитель нумерует отправляемые кадры и для каждого кадра ожидает от приёмника положит квитанцию, т.е. служебный кадр, извещающий о том, что исходный кадр был получен и данные в нём корректны. В случае получения искажённого кадра приёмник отправляет отрицательную квитанцию и указание на то, что кадр надо ещё раз передать.
Подходы к организации процесса обмена квитанциями: 1)Метод с простоями (требует, чтоб источник, пославший кадр, ожидал получение квитанции от приёмника и после этого посылал след кадр). 2)Метод скольжения окна (для повышения использования линий, источнику разрешается передать некоторое кол-во кадров в непрерывном режиме, т.е. в макс темпе без получения на эти кадры положит квитанций).
В.31 Адрес получателя в пакете IPX состоит из номера сети (фактически номера сервера), адреса узла (это имя сетевого адаптера) и имени гнезда (прикладной программы). Пакет имеет заголовок в 30 байт и блок данных длиной до 546 байт. В пакете SPX заголовок включает 42 байт, т.е. блок данных не более 534 байт.
В.32 Систолическая схема вычислений. Представляет собой конвейер, в котором данные проходят обработку "волной" с одной границы одноранговой вычислительной структуры — входа к другой границе — выходу. Следом за одной может следовать другая волна и т.д.. В этом случае ОВС — систолическая матрица.
На рисунке: в первом такте на вход подаются данные задачи 2, а задача 1 решается процессорами первой строки систолической матрицы; в следующем такте задача 2 решается первым уровнем, а задача 1 — вторым уровнем процессоров, на вход подаются данные задачи 3; на третьем уровне происходит очередное аналогичное смещение и т.д. Стрелками показано возможное перемещение обрабатываемой информации.
Систолическая схема вычислений позволяет построить универсальный программируемый конвейер, настраивая каждую строку матрицы процессоров на параллельное выполнение уровней конвейеров различных операций в порядке их следования. То есть операции могут динамически загружать систолическую схему, как это обусловлено следованием команд выполняемой программы.
В систолической матрице процессоров, ориентированной на применение в АЛУ, распараллеливание "в длину" успешно сочетается с распараллеливанием "в ширину", как и при решении произвольного потока задач.
Отличие ассоциативной ВС от обычной системы последовательной обработки информации состоит в использовании ассоциативной памяти или подобного устройства, а не памяти с адресуемыми ячейками. Ассоциативная память (АП) допускает обращение за данными на основе их признака или ключевого слова: имени, набора характеристик.
Распространенный вид АП — таблица с двумя столбцами: " запросное поле — ответное поле. Строка таблицы занимает регистр памяти. По ключевому слову обрабатываются запросные поля: производится поиск на основе сравнений и выдается результат из одного (или более) ответных полей. Типичными операциями сравнения, выполняемыми ассоциативной памятью, являются: "равно — не равно", "ближайшее меньше чем — ближайшее больше чем"
В.33 Структурированная кабельная система (СКС) — физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения.
СКС представляет собой иерархическую кабельную систему смонтированную в здании или в группе зданий. Её оборудование состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъёмов, модульных гнезд. Все элементы интегрируются в единую систему.
Типы разъёмов и кабелей
Цифровой сигнал с TTL уровнями. TTL — Транзисторно-транзисторная логика. TTL обычно (но не всегда!) имеет два уровня: >2,4 В (единица) и 0-0,4 В (ноль). TTL S/PDIF выходы также есть в звуковых картах.
Коаксиальный. Коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, присоединённый к разъёмам RCA. Коаксиальный кабель должен быть терминирован с обеих сторон - выходное сопротивление передатчика делается 75 Ом, входное сопротивление приёмника также 75 Ом (терминаторы уже встроены в устройства).
TOSLINK — волоконно-оптический кабель. Очень часто такие разъемы встречаются в современных ноутбуках.
В.34 Распределенная операционная система существует как единая oперационная система в масштабах вычислительной системы. Каждый компьютер сети, работающей пoд управлением распределенной ОС, выполняет часть функций этой глобальной ОС. Распределенная ОС объединяет все компьютеры сети.
Мультипроцессорная операционная система управляет ресурсами мультипроцессора.
Мультикомпьютерная операционная система разрабатывается для гомогенных мультикомпьютеров.