Конспект лекций по дисциплине «сетевые технологии» (дополненная версия) для студентов специальности 050102



СодержаниеПредпосылки создания сетевых технологий
Основные проблемы построения компьютерных сетей (кс)
Уровни сетевой архитектуры.
Линии связи
Методы передачи данных на физическом уровне информации
Методы передачи данных на канальном уровне
Базовые сетевые технологии.
1 Предпосылки создания сетевых технологий
Технологии локальных сетей.
Технологии глобальных сетей
Эволюция разработки технологий локальных сетей.
Эволюция глобальных сетей.
World Wide Web
Классификация компьютерных сетей.
Локальные сети (Local Area Networks, LAN)
Глобальные сети(Wide Area Networks, WAN)
Сети рабочих групп
Сети отделов
Сети кампусов
Корпоративные сети
1.5 Особенности технологий локальных и глобальных информационных компьютерных сетей и их сближение.
1. Протяженность, качество и способ прокладки линий связи
2. Сложность методов передачи и оборудования
3. Скорость обмена данными
4. Разнообразие услуг
5. Оперативность выполнения запросов
6. Разделение каналов
7. Использование метода коммутации пакетов
1.6 Какие новые возможности предприятию дает использование сетевых технологий?
1.7. Требования, предъявляемые при разработке и функционировании сети.
1. Производительность сети
Пропускная способность
Мгновенная пропускная способность
Задержка передачи
2.Надежность и безопасность
Готовность или коэффициент готовности (availability)
Вероятность доставки пакета.
Безопасность (security)
Отказоустойчивость (fault tolerance)
3.Расширяемость и масштабируемость
Масштабируемость (scalability)
5. Поддержка разных видов трафика
7. Планирование сети
2. Основные проблемы построения компьютерных сетей (кс)
Первый слой – аппаратный.
Второй слой - коммуникационное оборудование
Сетевой адаптер
Третий слой - программная платформа сети
Архитектура ИКС(network architecture)
2.2 Как «выглядит» информация в компьютере.
Физическая передача данных по линиям связи.
Пример передачи данных по «вырожденной сети».
Физическая топология
Топология управления обменом
Организация совместного использования линий связи.
Адресация компьютеров в КС
1. Аппаратные (hardware) адреса.
2. Символьные адреса или имена
3. Числовые составные адреса
Domain Name System (DNS)
Логическая структуризация
1. Мост (bridge)
Коммутатор (switch, switching hub).
Маршрутизатор (router).
Шлюз (gateway).
3. Уровни сетевой архитектуры.
3.2. Эталонная многоуровневая модель OSI
OSI под открытой системой
OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каж
3.4.2 Канальный уровень
3.4.3 Сетевой уровень
3. 4.4 Транспортный уровень
3.4.5 Сеансовый уровень
3.4.6 Представительный уровень
3.4.7 Прикладной уровень
Cетезависимые и сетенезависимые уровни
3.5Стандартные стеки коммуникационных протоколов
TCP – Transmission Control Protocol
3.5.2 Стек IPX/SPX
3.5.3 Стек NetBIOS/SMB
Network Basic Input/Output System
SMB (Server Message Block)
4. Линии связи
Состав линии связи
Физическая среда передачи данных (medium)
Аппаратура передачи данных
Оконечное оборудование данных
Кабельные линии
Волоконно-оптический кабель (optical fiber)
Характеристики линии связи
I можно назвать функцией времени t
Im - амплитуда тока =2/T
U(t) = Uo + Um sin(t+to)
4.3.1 Характеристики линии связи, не подключенной к сети
Амплитудно-частотная характеристика
Помехоустойчивость и перекрестные наводки на ближнем конце линии.
Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk - NEXT
4.3.2Характеристики реальной линии связи
Пропускная способность
Теория информации говорит, что любое различимое и непредсказуемое изменение принимаемого сигнала несет в себе информацию.
Периодический сигнал, параметры которого изменяются, называют несущим сигналом или несущей частотой, если в качестве такого сигн
Количество изменений информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах (baud).
5. Методы передачи данных на физическом уровне информации
Аналоговая модуляция
Фазовая модуляция. (ФМ)
5.2.Цифровое кодирование
Потенциальные коды.
Импульсные коды.
Самосинхронизирующиеся коды
5.2.1Потенциальный код без возвращения к нулю NRZ
Код NRZ (Non Return to Zero)
5.2.5 Биполярный импульсный код
100 МГц и скоростью 100 Мбит
Дифференциальный манчестерский (Differential Manchester) код.
Потенциальный код 2B1Q
00 соответствует потенциал (-2,5 В)
5.3.1 Избыточные коды
Логический код 4В/5В
В в названии кода означает, что элементарный сигнал имеет 2 состояния - от английского binary
Bi - двоичная цифра результирующего кода, полученная на i-м такте работы скрэмблера, Ai
Bipolar AMI
B8ZS (Bipolar with 8-Zeros Substitution)
6. Методы передачи данных на канальном уровне
6.1. Структура типичного кадра компьютерной сети.
Методы гарантии доставки кадров информации
Метод с простоями (Idle Source)
Метод скользящего окна (sliding window)
6.4. Методы обнаружения ошибок на канальному уровне.
Контроль по паритету .
Вертикальный и горизонтальный контроль по паритету
Циклический избыточный контроль (Cyclic Redundancy Check, CRC)
Адресация пакетов.
I/G (Individual/Group)
U/L (Universal/Local)
Централизованные методы
Децентрализованные методы
Детерминированные методы
Случайные методы
6.6.2 Управление обменом в сети типа «звезда».
Активный центр
Пассивный центр
Децентрализованный кодовый приоритетный арбитраж
Децентрализованный временной приоритетный арбитраж
Маркерный метод управления
Метод кольцевых сегментов - слотов
7. Базовые сетевые технологии.
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
7.1.2 Подуровни канального уровня
Логической передачи данных (Logical Link Control, LLC)
Доступом к сети называют взаимодействие станции (узла сети) со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями
Поле управления
Поле данных
Физический уровень технологии Fast Ethernet
100Base-FX - многомодовое оптоволокно, два волокна
Start Delimiter
100Base-TX - витая пара UTP Cat 5 или STP Type 1, две пары
National Semiconductor
100Base-T4 - витая пара UTP Cat 3, четыре пары
Gigabit Ethernet Alliance
Burst Mode
Gigabit Ethernet на оптоволокне.
220 м, а для кабеля 50/125 - 500 м.
Одномодовый кабель
Gigabit Ethernet на витой паре категории 5
Demand Priority
Низкий уровень
Физическая среда передачи технологии 100VG-AnyLAN
0 - низший; 7 - высший
3, она получает в какой-то момент маркер, у которого текущий приоритет 0
6. Станция №1 имеет приоритет - 0
1. Поле - начальный ограничитель (Start Delimiter, SD)
2. Поле AC - управление доступом (Access Control)
РРР заносятся биты основного приоритета маркера, а поле RRR
Т - указывает, что этот кадр - это маркер. Если Т
М = 1, то он знает, что этот кадр или маркер уже однажды обошел кольцо и не был ни разу обработан станциями (потому что станция
3. Поле - конечный ограничитель (End Delimeter, ED)
Признак Е (Error)
Кадр данных
Тест дублирования адреса (Duplicate Address Test, DAT)
Существует резервный монитор (Standby Monitor Present, SMP)
Маркер заявки (Claim Token, CT)
Сигнал (Beacon, BCN)
Кадр Очистка (Purge, PRG).
3. Адрес получателя (Destination Address, DA).
4. Адрес отправителя (Source Address, SA)
5. Поле данных INFO.
6. Контрольная сумма (Frame Check Sequence, FCS).
Прерывающая последовательность
Кабельная система технологии Token Ring .
Американском Национальном Институте по Стандартизации - ANSI
7.7.1 Канальный уровень технологии FDDI.
Wrap, то есть "свертывание"
EthernetToken Ring