МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОСМОРФЛОТ

Государственная морская академия

имени адмирала С.О.Макарова

С.В. Смоленцев

ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2002

Данное учебное пособие, составленное доктором технических наук, профессором Смоленцевым С.В., рассмотрено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры Автоматики и вычислительной техники

Протокол №3 от 4 ноября 2002г.

В учебном пособии кратко изложены принципы построения и функционирования современных вычислительных сетей. Рассматриваются сетевые устройства, основные технологии и протоколы локальных и глобальных сетей. Приведены основные сведения о структуре, принципах работы и методах подключения к Интернет. Рекомендуется курсантам старших курсов всех специальностей.

© ГМА им. адм. С.О.Макарова

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 7

1. Общие понятия вычислительных сетей 7

1.1. Понятие вычислительной сети 7

1.2. Компоненты компьютерных сетей 7

1.3. Базовые топологии сетей 8

1.4. Адресация узлов в сетях 10

1.5. Аппаратные компоненты сетей 11

1.5.1. Сетевые адаптеры 12

1.5.2. Повторители 13

1.5.3. Концентраторы 14

1.5.4. Мосты 16

1.5.5. Коммутаторы 17

1.5.6. Маршрутизаторы 18

1.5.7. Шлюзы 19

2. Протоколы компьютерных сетей 19

2.1. Понятие протокола и интерфейса 19

2.2. Модель OSI 20

2.3. Взаимодействие уровней модели OSI 23

2.4. Реализация физического уровня 25

2.5. Методы передачи данных на физическом уровне 26

2.6. Методы обнаружения и устранения ошибок передачи 29

2.7. Методы коммутации 30

3. Технологии локальных сетей 33

3.1. Подуровень LLC 34

3.2. Технология Ethernet 35

3.2.1. Метод доступа CSMA/CD 35

3.2.2. Особенности технологии Ethernet 37

3.2.3. Коммутируемый Ethernet 38

3.2.4. Современное развитие Ethernet 39

3.2.5. Физический уровень технологий Ethernet 40

3.3. Технология Tocken Ring 41

3.3.1. Маркерный метод доступа 41

3.3.2. Особенности технологии Tocken Ring 42

3.3.3. Приоритеты в Tocken Ring 44

3.4. Технология FDDI 44

3.5. Другие технологии локальных сетей 45

3.5.1. Технология ATM 45

4. Технологии больших сетей (интерсетей) 48

4.1. Маршрутизация в интерсетях 48

4.2. Стек TCP/IP 50

4.3. Адресация в IP-сетях 52

4.3.1. IP адреса 52

4.3.2. Локальные адреса в IP сетях 54

4.3.3. Доменные адреса 54

4.4. Разрешение адресов в IP-сетях 55

4.4.1. Протокол ARP 55

4.4.2. Система DNS 56

4.5. Протокол IP 56

4.6. Фрагментация IP пакетов 58

4.7. Маршрутизация в IP-сетях 60

4.8. Протоколы маршрутизации 63

4.8.1. Дистанционно-векторный протокол RIP 63

4.8.2. Протокол состояния связей OSPF 65

4.9. Протоколы транспортного уровня 66

4.9.1. Протокол UDP 66

4.9.2. Протокол TCP 67

4.10. Протокол контроля сообщений 69

5. Интернет 70

5.1. Общие понятия об Интернет 70

5.2. Адресация ресурсов в Интернет 72

5.3. Основные службы в Интернет 73

5.3.1. Электронная почта 73

5.3.2. Списки рассылки 74

5.3.3. Группы новостей (телеконференции) 74

5.3.4. Система WWW 75

5.3.5. Сервис обмена файлами 75

5.4. Методы подключения к Интернет 76

5.4.1. Подключение к Интернет по коммутируемой телефонной линии 76

5.4.2. Подключение к Интернет по DSL-технологии 77

5.4.3. Асимметричный DSL (ADSL) 78

5.4.4. Широкополосный доступ к Интернет 80

5.4.5. Подключение к Интернет по выделенной линии 80

5.4.6. Подключение к Интернет по технологии коммутации кадров (frame relay) 80

5.4.7. Подключение к Интернет по сети кабельного телевидения 81

5.4.8. Подключение к Интернет по радиоканалу 81

5.4.9. Подключение к Интернет по спутниковому каналу 82

5.4.10. Использование бытовой электрической сети для доступа в Интернет 83

5.4.11. Сравнение различных технологий доступа 84