Севастопольський інститут банківської справи

Української академії банківської справи

Національного банку України

Кафедра математики та соціально-гуманітарних дисциплін

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

канд. техн. наук, доцент

______________ О.О. Гордєєв

29.08.2011

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни «Адміністрування інформаційних систем. Комп'ютерні мережі»

освітньо-професійної програми підготовки за напрямом

6.030502 «Економічна кібернетика»

Укладач – завідувач кафедри _________________ О.О.Гордєєв

29.08.2011

Розглянуто та схвалено на засіданні кафедри, протокол №1від 29.08.2011

Севастополь – 2011

ПЕРЕДМОВА

Конспект лекцій розроблений відповідно до вимог робочих навчальних програм з дисципліни «Адміністрування інформаційних систем. Комп'ютерні мережі», варіативної компоненти освітньо-професійних програм підготовки (ОПП) бакалаврів за напрямком «Економічна кібернетика», галузі знань 0305 – «Економіка та підприємництво», які розроблені у Севастопольському інституті банківської справи Українській академії банківської справи Національного банку України.

Конспект лекцій містить зміст лекційного курсу, завдання до самостійного вивчення теоретичного матеріалу курсу, що вивчається в позааудиторний час, список рекомендованої літератури і ресурсів Інтернет, ілюстративний матеріал до лекцій.

ЗМІСТ

Y

ВСТУП 4

ЛК.01 – ЕВОЛЮЦІЯ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ 6

ЛК.02 – КЛАСИ ТА ТОПОЛОГІЇ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ 11

ЛК.03 – МЕТОДИ ДОСТУПУ ДО СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ 20

ЛК.04 – МОДЕЛЬ OSI 39

ЛК.05 – СЕРЕДОВИЩЕ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ 48

ЛК.06 – ОБЛАДНАННЯ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ 56

ЛК.07 – СІМЕЙСТВО ТЕХНОЛОГІЙ ETHERNET 63

ЛК.08 – СІМЕЙСТВО ТЕХНОЛОГІЙ TOKEN, ТЕХНОЛОГІЯ FDDI, ВІРТУАЛЬНІ ЛОКАЛЬНІ МЕРЕЖІ 72

ЛК.09 – ОГЛЯД ТЕХНОЛОГІЙ РОЗПОДІЛЕНИХ МЕРЕЖ (WAN) 82

ЛК.10 – ТЕХНОЛОГІЇ WAN: ISDN, Х.25. ATM, DSL, КАБЕЛЬНІ МОДЕМИ 94

ЛК.11 – СТЕКИ ПРОТОКОЛІВ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ 102

ЛК.12 – ПРИНЦИПИ АДРЕСАЦІЇ В КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖАХ 113

ЛК.13 – ОГЛЯД ПРОТОКОЛІВ ARP, RARP, DHCP, IPV4 126

ЛК.14 – ПРИНЦИПИ МАРШРУТИЗАЦІЇ В IP - МЕРЕЖАХ 138

ЛК.15 – ПРОТОКОЛИ ТА АЛГОРИТМИ МАРШРУТИЗАЦІЇ 147

ЛК.16 – МЕТОДИ АДРЕСАЦІЇ: CIDR ТА VLSM, ПРОТОКОЛИ: RIP ТА OSPF 155

ЛК.17 – ЕТАПНІСТЬ ПРОЕКТУВАННЯ КОМП’ЮТЕРНОЇ МЕРЕЖІ 167

ЛК.18 – СТРУКТУРА КАБЕЛЬНОЇ СИСТЕМИ 177

ВСТУП

Дисципліна «Адміністрування інформаційних систем. Комп'ютерні мережі» належить до варіативної компоненти циклу дисциплін освітньо-професійної підготовки бакалаврів за спеціальністю «Економічна кібернетика».

Основна мета формування системи теоретичних і практичних знань у галузі розробки проектів комп’ютерних мереж з використанням сучасних програмних засобів проектування комп’ютерних мереж та відповідно до міжнародних та європейських стандартів.

Завдання: вивчення технологій комп’ютерних мереж (протоколів, сучасного обладнання, структурованих кабельних систем ); формування навиків утворювання проектів комп’ютерних мереж з використанням сучасних програмних комплексів.

Предметом дисципліни є технології комп’ютерних мереж та програмні засоби, що підтримують проектування комп’ютерних мереж.

Зміст дисципліни розкривається в наступних темах:

1. Класи та топології комп’ютерних мереж

2. Модель OSI та інкапсуляція даних 

3. Середовище передачі даних та обладнання комп’ютерних мереж

4. Технології побудови локальних комп’ютерних мереж ‎

5. Технології побудови розподілених комп’ютерних мереж 

6. Стеки протоколів комп’ютерних мереж 

7. Адресація в комп’ютерних мережах 

8. Маршрутизація в комп’ютерних мережах 

9. Методика проектування мережі та СКС ‎

Поточний контроль знань та одержаних навиків здійснюється при тестуванні, оцінці виконання лабораторної роботи, оцінці виконання самостійної роботи.

Дисципліна вивчається на протязі семестру. На вивчення дисципліни навчальним планом передбачено 144 години, з них 25% відведено на лекційні заняття 22% на лабораторні заняття. На самостійне опрацювання матеріалу відводиться 53% часу.

Послідовність вивчення розділів дисципліни задається тематикою лекцій та завдання на самостійної роботи, що доводиться на кожній лекції. Перелік рекомендованої літератури на яку дається посилання під час вивчення дисципліни подано в наступній таблиці.

Таблиця 1 — Перелік рекомендованої літератури

№ пор.	Бібліографічний опис	Носій	УДК
Основна література
1	В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.: ил.	цифровий варіант	004.72 (075)
2	В. Столлингс. Современные компьютерные сети. – СПб.: Питер, 2003. – 784 с.: ил.	цифровий варіант	681.324
3	Э. Таненбаум. Компьютерные сети. – М.: Питер , 2003. – 992 с.	цифровий варіант	336.76 Т38
Додаткова література
4	Амато, Вито. Основы организации сетей Cisco, том 1. – Вильямc, 2002. – 512 с.	цифровий варіант	339.13 С19
5	Амато, Вито. Основы организации сетей Cisco, том 2. – Вильямc, 2002. – 464 с.	цифровий варіант	339.13 Э79
6	Брайан Хилл. Полный справочник по CISCO. – Вильямс, 2004. – 1053 с.	цифровий варіант	336.76 Ф77

ЛК.01 – ЕВОЛЮЦІЯ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

Анотація. Еволюція комп’ютерних мереж. Мережева архітектура. Системи пакетної обробки. Багатотермінальні системи. Поява перших локальних мереж. Локальні мережі. Мережева технологія.

Еволюція комп’ютерних мереж. Системи пакетної обробки

Комп’ютерна мережа або мережа передачі даних являє собою деяку сукупність вузлів (комп’ютерів, робочих станцій чи іншого обладнання), з’єднаних комунікаційними каналами, а також набір обладнання, який забезпечує з’єднання станцій і передачу між ними інформації.

На сьогодні існує величезна кількість комп’ютерних мереж різного призначення, побудованих на основі різних комп’ютерних і комунікаційних технологій і обумовлених використанням тієї або іншої мережевої архітектури.

Мережева архітектура – це сукупність мережевих апаратних і програмних рішень, методів доступу та протоколів обміну інформацією.

Архітектура і номенклатура мережевого обладнання сучасних комп’ютерних мереж є результатом розвитку технічних засобів і викликані необхідністю користувачів комп’ютерної техніки обмінюватися між собою даними.

Звернімося до витоків комп’ютерних мереж. Перші комп’ютери 50-х років ХХ століття були громіздкими та дорогими, вони призначалися для невеликого кола користувачів. Досить часто такі комп’ютери займали цілі будівлі і були призначені для використання в режимі пакетної обробки, а не для інтерактивної роботи користувачів.

Системи пакетної обробки, як правило, будувалися на базі мейнфрейму – потужного та надійного комп’ютера універсального призначення. Користувачі готували перфокарти з даними та командами програм і передавали їх в обчислювальний центр (рис. 1.1). Оператори вводили ці карти в комп’ютер, а роздруковані результати користувачі одержували, як правило, лише наступного дня. Таким чином, помилка в перфокарті означала, як мінімум, добову затримку. Звичайно, для користувачів інтерактивний режим роботи, при якому можна з терміналу оперативно керувати процесом обробки своїх даних, був би зручніший. Розробники комп’ютерних мереж у той час значною мірою не враховували інтереси користувачів, оскільки намагалися досягти найбільшої ефективності роботи найдорожчого пристрою обчислювальної машини – процесора.

Багатотермінальні системи – прообраз мережі

В міру здешевлення процесорів на початку 60-х років ХХ століття з’явилися нові способи організації обчислювального процесу, які дозволили врахувати інтереси користувачів. Почали розвиватися інтерактивні багатотермінальні системи розподілу часу (рис. 1.2). У таких системах кожний користувач одержував власний термінал, за допомогою якого він міг вести діалог із комп’ютером. Кількість одночасно працюючих з комп’ютером користувачів залежала від його потужності, а час реакції обчислювальної системи був незначним, і користувачеві не дуже помітна була паралельна робота з комп’ютером інших користувачів.

Рис. 1.1. Системи обробки даних на базі мейнфрейму

Термінали, вийшовши за межі обчислювального центру, розосередилися по всьому підприємству. І хоча обчислювальна потужність залишалася повністю централізованою, деякі функції – такі, як введення й виведення даних, стали розподіленими. Подібні багатотермінальні централізовані системи зовні вже були дуже схожі на локальні обчислювальні мережі. Дійсно, звичайний користувач сприймав роботу за терміналом мейнфрейму приблизно так само, як зараз він сприймає роботу з підключеним до мережі персональним комп’ютером. Користувач міг одержати доступ до загальних файлів і периферійного обладнання, при цьому в нього підтримувалася повна ілюзія одноособового володіння комп’ютером, тому що він міг запустити потрібну йому програму в будь-який момент і майже відразу одержати результат.

Однак до появи локальних мереж потрібно було пройти ще великий шлях, тому що багатотермінальні системи, хоча й мали зовнішні риси розподілених систем, усе ще підтримували централізовану обробку даних. З іншого боку, і потреба підприємств у створенні локальних мереж у цей час ще не виникла – в одному будинку просто не було чого об’єднувати в мережу, тому що через високу вартість обчислювальної техніки підприємства не могли собі дозволити розкіш придбання декількох комп’ютерів. У цей період був справедливий закон Гроша, який емпірично відображав рівень технології того часу. Відповідно до цього закону швидкодія комп’ютера була пропорційна квадрату його вартості, звідси виходило, що за ту саму суму було вигідніше купити одну потужну машину, ніж дві менш потужні, так як їх сумарна потужність виявлялася значно меншою за швидкодію дорогої машини.

Рис. 1.2. Багатотермінальна система