Курс лекции по компьютерным сетям
Курс лекции по компьютерным сетям
Курс представляет собой введение в сетевую тематику и дает базовые знания по организации и функционированию сетей. В лекциях даны общие понятия компьютерных сетей, их структуры, сетевых компонентов в простой и доступной форме. Здесь приведены виды топологии, используемые для физического соединения компьютеров в сети, методы доступа к каналу связи, физические среды передачи данных. Передача данных в сети рассматривается на базе эталонной базовой модели, разработанной Международной организацией по стандартам взаимодействия открытых сетей. Описываются правила и процедуры передачи данных между информационными системами. Приводятся типы сетевого оборудования, их назначение и принципы работы. Описывается сетевое программное обеспечение, используемое для организации сетей. Изучаются наиболее популярные сетевые операционные системы, их достоинства и недостатки. Рассматриваются принципы межсетевого взаимодействия. Приводятся основные понятия из области сетевой безопасности.Для подготовки курса проработан большой объем информации, расположенной на информационно-поисковых серверах Internet, и использовалась литература, приведенная в списке. Основные термины и определения в лекциях взяты из справочника Якубайтиса «Информационные сети и системы»
Основные определения и термины
Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами
Повторители и концентраторы
Основная функция повторителя (repeater), как это следует из его названия, – повторение сигналов, поступающих на его порт. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети узлами. Многопортовый повторитель часто называют концентратором (concentrator) или хабом (hub), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть.
Локальные сети на основе коммутаторов
Коммутаторы SW502 и SW507 обеспечивают расширение доступной пользователям полосы. Для подключения устройств 10 Mbps SW502 имеет 1 порт с разъемом RJ-45, а SW507 - 6 таких портов. Обе модели коммутаторов имеют также по одному порту 10/100 Mbps, обеспечивающему возможность скоростного доступа к магистрали или серверу. Кроме сегментирования перегруженных сетей коммутаторы обеспечивают также возможность объединения традиционных сетей 10BASE-T с более современными 100BASE-TX. Коммутаторы поддерживают как полнодуплексный, так и полудуплексный режим, что обеспечивает возможность использования их с различными устройствами.Коммутаторы используют неблокируемую матрицу коммутации (cross-bar switching matrix), что позволяет передавать множество пакетов одновременно.В каждый момент можно организовать до 7 переключаемых маршрутов передачи пакетов между парами портов. Каждый пакет передается в порт, соответствующий содержащейся в заголовке пакета информации о получателе. Этот метод позволяет обеспечить малую задержку (20 мксек или меньше). По сравнению с задержкой в мостах (около 800 мксек) и маршрутизаторах (1800 мксек), которые должны сначала полностью принять пакет, прежде, чем передать его в соответствующий порт, коммутаторы SW502 и SW507 обеспечивают существенное повышение производительности сети.
Ограничения традиционных технологий
Сетевые информационные технологии
Появление компьютерных сетей можно рассматривать как важный шаг в развитии компьютерной техники на пути расширения ее возможностей, а, следовательно, и на пути расширения интеллектуальных возможностей человека в самых различных сферах его деятельности. Этим объясняется тот интерес, который проявляется к компьютерным сетям специалистами различных областей науки и техники.Стремительный прорыв в области информационно-телекоммуникационных технологий был предопределен объединением двух научно-технических направлений вычислительной техники и электросвязи. Как известно, первые КОМПЬЮТЕРЫ предназначались для решения математических задач, однако вскоре стало очевидно, что главной сферой их применения должна стать обработка информации, при которой вычислительные машины уже не могут работать в автономном режиме, а должны взаимодействовать с другими компьютерами, с источниками и потребителями информации. Результатом этого явились информационно-вычислительные сети (ИВС) и сети передачи данных (СПД), которые к настоящему времени получили широкое распространение в мире.
Понятие и задачи создания компьютерных сетей
За счет возможности оптимального размещения вычислительных средств (компьютеров) в сети и их оптимальной загрузки, а также оперативного (динамического) ее перераспределения, в компьютерной сети может быть существенно повышена эффективность использования вычислительных средств по сравнению с автономным их использованием. При этом существенно расширяется перечень услуг, предоставляемых пользователям, поскольку сеть может объединять значительные вычислительные мощности с широким набором разнообразного оборудования и программного обеспечения.
Бесклассовая интердоменная маршрутизация (CIDR)
Бесклассовая интердоменная маршрутизация (CIDR- classless interdomain routing, RFC-1520, -1519) – способ избежать того, чтобы каждая С-сеть требовала свою таблицу маршрутизации. Основополагающий принцип CIDR заключается в группировке (агрегатировании) IP-адресов таким образом, чтобы сократить число входов в таблицах маршрутизации (RFC-1519, RFC-1518, RFC-1467, RFC-1466). Протокол совместим с RIP-2, OSPF и BGP-4. Основу протокола составляет идея бесклассовых адресов, где нет деления между полем сети и полем ЭВМ.
