МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

О.Я.Кравец

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ: СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ

Учебное пособие

Воронеж 2002

ББК 32.973.202я73

К78

Кравец О.Я. Вычислительные сети: структура и организация: Учебное пособие. - Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2002. 111 с.

Учебное пособие охватывает круг вопросов, связанных с основами построения современных вычислительных систем и сетей телекоммуникаций. Рассмотрена концепция семиуровневой архитектуры открытых систем, дан краткий обзор методов оптимизации, проанализированы методы управления (в частности, коммутация пакетов и маршрутизация), приведены базовые сведения о сетевых операционных системах разного масштаба и гетерогенных сетях.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 220100 "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети", 351400 "Прикладная информатика (по отраслям)" при изучении дисциплины «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций», а также может быть полезно и для студентов непрофильных специальностей в качестве введения в проблемы построения информационно-вычислительных сетей и методы управления ими.

Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе MS Word 97 и содержится в файле «текст_сети_1.doc».

Табл. 10. Ил. 27. Библиогр.: 36 назв.

Рецензенты: Кафедра прикладной математики Липецкого государственного технического университета;

докт. техн. наук, проф. С.А.Баркалов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

ББК 32.973.202я73

 Кравец О.Я., 2002

 Оформление. Воронежский государственный технический университет, 2002

Содержание

Введение 5

1. Архитектура информационно-вычислительных систем 6

1.1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 6

1.2. Классификация и параметры сетей 12

1.3. Коммуникационные подсети 16

1.3.1. Общая характеристика коммуникационных подсетей 16

1.3.2. Метод доступа Ethernet 18

1.3.3. Метод доступа Arcnet 19

1.3.4. Метод доступа Token-Ring 19

1.4. Абонентские и терминальные системы 20

1.5. Контрольные вопросы 24

2. Методы оптимизации сетей ЭВМ 25

2.1. Проблемы оптимизации сетей ЭВМ 25

2.2. Структурный синтез и оптимизация топологии 28

2.2.1. Регулярные графы 29

2.2.2. Общая эвристическая схема 30

2.2.3. Алгоритм Прима 32

2.2.4. Метод насыщения сечения 33

2.3. Иерархические сети и сети с неоднородной средой 33

2.4. Оптимизация потоков и пропускных способностей 35

2.4.1. Алгоритм Форда-Фалкерсона 35

2.4.2. Выбор пропускных способностей 37

2.4.3. Метод девиации потока 38

2.4.4. Метод исключения ветвей при выпуклой функции стоимости 39

2.5. Оценка надежности и коэффициента готовности 40

2.6. Контрольные вопросы 44

3. Многоуровневое управление сетью 44

3.1. Сети с общим каналом 45

3.1.1. Принцип селекции информации 45

3.1.2. Методы доступа в коммуникационную подсеть 45

3.1.3. Управление информационным каналом с использованием арбитража 49

3.2. Коммутация сообщений и пакетов 52

3.3. Маршрутизация информации 54

3.3.1. Общая характеристика маршрутизации 55

3.3.2. Лавинные алгоритмы 58

3.3.3. Случайная маршрутизация 58

3.3.4. Фиксированная табличная маршрутизация 59

3.3.5. Адаптивная табличная маршрутизация 60

3.4. Целостность и безопасность сетей 61

3.4.1. Основные пути утечки информации и несанкционированного доступа в ИВС 61

3.4.2. Общая характеристика угроз, служб и механизмов обеспечения безопасности 62

3.4.3. Компьютерные вирусы 63

3.4.4. Защита операционных систем и баз данных 66

3.4.5. Практические рекомендации по обеспечению безопасности информации в коммерческих каналах телекоммуникаций 68

3.5. Контрольные вопросы 70

4. Сетевые операционные системы 72

4.1. Структура сетевой операционной системы 72

4.2. Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами 73

4.3. ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия 75

4.4. Проблемы взаимодействия операционных систем в гетерогенных сетях 79

4.4.1. Понятия "internetworking" и "interoperability" 79

4.4.2. Гетерогенность 80

4.5. Основные подходы к реализации взаимодействия сетей 81

4.5.1. Шлюзы 83

4.5.2. Мультиплексирование стеков протоколов 86

4.5.3. Использование магистрального протокола 89

4.5.4. Вопросы реализации 89

4.5.5. Сравнение вариантов организации взаимодействия сетей 95

4.6. Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 96

4.6.1. Требования, предъявляемые к ОС 96

4.6.2. Расширяемость 97

4.6.3. Переносимость 98

4.6.4. Совместимость 99

4.6.5. Безопасность 101

4.7. Построение сетевых баз данных: одно- и многопользовательские решения 102

4.7.1. Персональные базы данных 103

4.7.2. Многопользовательские базы данных 103

4.7.3. Выбор подхода при построении многопользовательской базы данных 107

4.8. Контрольные вопросы 110

Список использованных источников 111