- •Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
- •Список сокращений
- •Введение
- •Лекция 1.
- •1. Общие характеристики
- •1.1 Основные определения и термины
- •1.2 Особенности лвс
- •Вопросы:
- •Лекция 2.
- •2. Топология вычислительной сети и методы доступа
- •2.1 Топология вычислительной сети
- •2.1.1 Общая шина
- •2.1.2 Кольцо
- •2.1.3 Звезда
- •Вопросы:
- •Лекции 3.
- •3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •3.1 Семиуровневая модель osi
- •3.2 Взаимодействие уровней модели osi
- •Вопросы:
- •Лекция 4.
- •4. Общие сведения и функции уровней osi
- •4.1 Прикладной уровень (Application layer)
- •4.2 Уровень представления данных (Presentation layer)
- •4.3 Сеансовый уровень (Session layer)
- •4.4 Транспортный уровень (Transport Layer)
- •4.5 Сетевой уровень (Network Layer)
- •4.6 Канальный уровень (Data Link)
- •4.7 Физический уровень (Physical Layer)
- •Вопросы:
- •Лекция 5.
- •5. Стек-протоколы локальных сетей
- •5.1 Уровень mac
- •5.2 Уровень llc
- •5.3 Стандарты лвс
- •Лекция 6
- •6. Методы доступа
- •6.1 Csma/cd
- •6.2 Csma/ca
- •6.3 Tpma
- •6.4 Tdma
- •6.5 Fdma
- •6.6 Тактируемый метод доступа.
- •6.7 Метод «вставка регистра».
- •Вопросы:
- •Лекция 7
- •7. Методы кодирования в локальных сетях
- •7.1 Коды без возврата к нулю nrz
- •7.2 Коды с возвратом к нулю rz
- •7.3 Манчестерский код
- •7.4 Дифференциальный манчестерский код
- •7.5 Код mlt-3
- •7.6 Код 8в6т
- •7.7 Код 4в5в
- •Вопросы:
- •Лекция 8
- •8. Структурированная кабельная система и среды передач
- •8.1 Принципы проектирования.
- •8.1.1 Стадии проектирования.
- •8.1.2 Телекоммуникационная стадия проектирования.
- •8.2 Этапы создания скс.
- •8.3 Международный стандарт iso/iec 11801 "Информационная технология – Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика".
- •8.4 Российские стандарты. Электроустановки зданий и сооружений
- •8.5 Среды передачи.
- •8.5.1 Физическая среда передачи данных.
- •8.5.2 Кабели связи, линии связи, каналы связи.
- •8.6 Типы кабелей и структурированные кабельные системы.
- •8.7 Кабельные системы.
- •8.8 Типы кабелей.
- •8.8.1 Кабель типа «витая пара» (twisted pair).
- •8.8.2 Коаксиальные кабели.
- •8.8.3 Оптоволоконный кабель.
- •8.9 Кабельные системы Ethernet.
- •10Base-t, 100Base-tx
- •10Base 2:
- •Лекция 9
- •9. Сетевые технологии
- •9.1 Ethernet 802.3
- •9.1.1 Аппаратура 10base 5
- •9.1.2 Аппаратура 10base 2
- •9.1.3 Аппаратура 10base т
- •9.1.4 Аппаратура 10base f
- •9.1.5 Выбор конфигураций Ethernet
- •9.1.6 Правило 5-4-3
- •9.1.7 Модель на основе подсчета временных характеристик сети Ethernet
- •9.1.8 Расчет двойного времени прохождения сигнала по сети
- •9.1.9 Расчет длины межкадрового интервала
- •9.2 Fast Ethernet 802.3
- •9.2.1 Краткая характеристика сети Fast Ethernet
- •9.2.2 100Base tx
- •9.2.3 100Base t4
- •9.2.4 100Base fx
- •9.2.5 Выбор конфигурации Fast Ethernet
- •9.2.6 Числовая модель
- •9.2.7 Дуплексный режим работы Fast Ethernet
- •9.2.8 Управление потоком в полудуплексном режиме
- •Вопросы:
- •Лекция 10
- •10. Сетевые технологии
- •10.1 Gigabit Ethernet
- •10.2 Стандарты 802.4 и 802.6
- •10.3 Token Ring 802.5
- •10.3.1 Характеристика сети Token Ring
- •10.3.2 Формат маркера и формат кадра Token Ring
- •10.3.3 Сравнение Token Ring и Ethernet
- •10.4 Arcnet
- •10.4.1 Основные характеристики сети Arcnet
- •10.5 Fddi
- •10.5.1 Основные технические характеристики fddi
- •10.5.2 Формат маркера и формат кадра fddi
- •10.5.3 Особенности fddi
- •10.6 100 Vg – Any lan
- •10.6.1 Основные технические характеристики сети Any lan
- •10.6.2 Режимы работы Any lan
- •Вопросы:
- •Лекция 11
- •11. Компоненты лвс
- •11.1 Основные компоненты (оборудование). Функции.
- •11.2 Сетевое оборудование
- •11.2.1 Сетевые адаптеры, или nic (Network Interface Card)
- •11.2.2 Настройка сетевого адаптера и трансивера
- •11.2.3 Функции сетевых адаптеров
- •11.2.4 Базовый, или физический, адрес
- •11.2.5 Типы сетевых адаптеров
- •11.2.6 Повторители и концентраторы
- •11.2.7 Планирование сети с концентратором
- •11.2.8 Преимущества концентратора
- •Вопросы:
- •Лекция 12
- •12. Мосты и коммутаторы
- •12.1 Коммутатор
- •12.2 Коммутатор локальной сети
- •12.3 Маршрутизатор
- •12.4 Шлюзы
- •Вопросы:
- •Лекция 13
- •13. Защита информации в локальных сетях
- •13.1 Классификация средств защиты информации
- •13.2 Классические алгоритмы шифрования данных
- •13.3 Стандартные методы шифрования
- •13.4 Программные средства защиты информации
- •Вопросы:
- •Лекция 14
- •14. Коммутируемые локальные сети
- •14.1 Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов
- •14.2 Преимущества логической структуризации сети
- •14.3 Алгоритм прозрачного моста ieee 802.1d
- •14.4 Топологические ограничения коммутаторов в локальных сетях
- •14.5 Коммутаторы
- •14.5.1 Особенности коммутаторов
- •14.5.2 Неблокирующие коммутаторы
- •Вопросы:
- •Лекция 15
- •15. Виртуальные локальные сети (vlan)
- •15.1 Назначение виртуальных сетей
- •15.2 Типы виртуальных сетей
- •15.3 Vlan на основе группировки портов
- •15.4 Vlan на основе группировки мас-адресов
- •15.5 Использование меток в дополнительном поле кадра — стандарты 802.1 q/p и фирменные решения
- •15.6 Использование спецификации lane
- •15.7 Использование сетевого протокола
- •Вопросы:
- •Лекция 16
- •16. Беспроводные локальные сети
- •16.1 Технологии, используемые в радиочастотных локальных сетях
- •16.2 Конфигурации радиочастотных локальных сетей
- •16.3 Беспроводные локальные сети на инфракрасном излучении
- •16.4 Wi-Fi
- •16.4.1 Несколько компонентов «прикладного» wi-fi
- •16.4.2 Перспективы развития «прикладного» wi-fi
- •Вопросы:
- •17. Сетевое управление
- •17.1 Функциональные группы задач управления
- •17.2 Архитектуры систем управления сетями
- •17.3 Стандарты систем управления на основе протокола snmp
- •17.4 Структура snmp mib
- •17.5 Формат snmp-сообщений
- •17.6 Недостатки протокола snmp
- •17.7 Протокол tftp
- •17.8 Web-управление
- •17.9 Консольное управление
- •17.10 Управление через Telnet
- •Вопросы:
- •Глоссарий
- •Список рекомендуемых источников
- •443010, Г. Самара, ул. Льва Толстого 23.
Вопросы:
1. Поясните разницу между расширяемостью и масштабируемостью на примере технологии Ethernet.
2. Сравните случайные и детерминированные методы доступа к разделяемой среде.
3. Почему протоколы канального уровня технологий глобальных сетей не делятся на подуровни MAC и LLC?
4. Какие функции выполняет уровень LLC?
5. Что такое коллизия?
6. В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя кадра в стандарте Ethernet?
7. Какие сетевые средства осуществляют jabber-контроль?
8. Зачем в технологии Ethernet введен межпакетный (межкадровый) интервал?
9. Чему равны значения следующих характеристик стандарта 10Base-5:
номинальная пропускная способность (бит/с);
эффективная пропускная способность (бит/с);
пропускная способность (кадр/с);
внутрипакетная скорость передачи (бит/с);
межбитовый интервал (с).
10. Чем объясняется, что минимальный размер кадра в стандарте 10Base-5 выбран равным 64 байт?
11. Почему стандарты 10Base-T и 10Base-FL/FB вытеснили стандарты Ethernet на коаксиальном кабеле?
12. Поясните смысл каждого поля кадра Ethernet.
13. Как известно, имеются 4 стандарта на формат кадров Ethernet. Выберите из нижеприведенного списка названия для каждого из этих стандартов. Учтите, что некоторые стандарты имеют несколько названий:
Novell 802.2;
Ethernet II;
802.3/802.2;
Novell 802.3;
Raw 802.3;
Ethernet DIX;
802.3/LLC;
Ethernet SNAP.
14. Что может произойти в сети, в которой передаются кадры Ethernet разных форматов?
15. Как длина кадра влияет на работу сети? Какие проблемы связаны со слишком длинными кадрами? В чем состоит неэффективность коротких кадров?
16. Как коэффициент использования влияет на производительность сети Ethernet?
17. Как скорость передачи данных технологии Ethernet на разделяемой среде влияет на максимальный диаметр сети?
18. Из каких соображений выбрана максимальная длина физического сегмента в стандартах Ethernet?
19. За счет чего была увеличена максимальная длина сегмента при переходе от стандарта FOIRL к стандарту 10Base-FL?
20. С чем связано ограничение, известное как «правило 4-х хабов»?
21. Почему дуплексный режим Ethernet не поддерживается в концентраторах?
22. Какое максимальное время может ожидать станция до того момента, когда ее кадр будет отброшен адаптером?
Лекция 10
10. Сетевые технологии
10.1 Gigabit Ethernet
Основная идея разработчиков стандарта Gigabit Ethernet состоит в максимальном сохранении технологии Ethernet при достижении скорости передачи 1000 Мбит/с или 1 Гбит/с.
Разработчики Gigabit Ethernet решали одну задачу: как обеспечить скорость в 1 Гбит/с, сохранив технологию Ethernet.
Технология Gigabit Ethernet имеет много общего с Fast Ethernet и Ethernet:
сохраняются форматы кадра Ethernet;
сохраняются две версии протокола доступа к среде: в полудуплексном режиме и дуплексном режиме;
поддерживаются все виды кабелей (оптический кабель, витая пара UTP-5, двойной коаксиальный кабель).
Для сохранения приведённых свойств Ethernet на физическом уровне и уровне доступа к среде были внесены следующие изменения:
1. Минимальный размер кадра был увеличен в 8 раз, т.е. с 64 байт до 512 байт. Для увеличения размера кадра используются биты расширения, которые представляют собой запрещённые символы кода 8В10В. Это позволяет увеличить размер сети в 8 раз и сохранить размер сети в полудуплексном режиме 200 м.
2. Маленькие кадры могут передаваться подряд без обязательного межкадрового интервала. Такой режим передачи называется монопольным пакетным режимом, общая длина передаваемых в пакетном режиме кадров может достигать до 8192 байтов.
3. Для обеспечения скорости передачи в 1 Гбит/с по витой паре UTP-5 был специально разработан код RАМ5, который использует пять уровней для кодировании сигналов, и, кроме того, передача осуществляется одновременно по четырём витым парам как в дуплексном так и в полудуплексном режимах. Таким образом, оба передатчика работают навстречу друг другу. В этом случае требуется специальный процессор для определения принимаемого сигнала путём вычитания из результирующего сигнала собственного сигнала. Если в результате вычитания обнаруживается встречный поток, то в полудуплексном режиме это считается конфликтом, а в дуплексном – нормальной работой.
Технология Gigabit Ethernet поддерживает следующие среды передачи:
1000 BAS – LX – одномодовый оптический кабель с максимальной длиной сегмента 5 км, применяется лазер с длиной волны 1300 нм.
1000 BASE – SX – многомодовый оптический кабель с максимальной длиной сегмента 220 м, и используется лазер с длиной волны 850 нм.
1000 BASE – T – кабель с четырьмя витыми парами пятой категории, максимальная длина сегмента 100м.
1000BASE – CX – двойной коаксиальный кабель с одновременной передачей по паре проводов. Режим работы только полудуплексный, длина сегмента 25м.
1000 BASE – LH – одномодовое оптическое волокно с длиной сегмента 50 км при длине волны лазера 1310 нм и 100 км при длине волны лазера 1550 нм.