- •Оглавление
- •От авторов
- •1. Основы сетей передачи данных
- •1. Эволюция компьютерных сетей
- •Два корня компьютерных сетей
- •Первые компьютерные сети
- •Конвергенция сетей
- •2. Общие принципы построения сетей
- •Простейшая сеть из двух компьютеров
- •Сетевое программное обеспечение
- •Физическая передача данных по линиям связи
- •Проблемы связи нескольких компьютеров
- •Обобщенная задача коммутации
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •3. Коммутация каналов и пакетов
- •Коммутация каналов
- •Коммутация пакетов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •4. Архитектура и стандартизация сетей
- •Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- •Модель OSI
- •Стандартизация сетей
- •Информационные и транспортные услуги
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •5. Примеры сетей
- •Обобщенная структура телекоммуникационной сети
- •Корпоративные сети
- •Интернет
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •6. Сетевые характеристики
- •Типы характеристик
- •Производительность
- •Надежность
- •Характеристики сети поставщика услуг
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •7. Методы обеспечения качества обслуживания
- •Обзор методов обеспечения качества обслуживания
- •Анализ очередей
- •Техника управления очередями
- •Механизмы кондиционирования трафика
- •Обратная связь
- •Резервирование ресурсов
- •Инжиниринг трафика
- •Работа в недогруженном режиме
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •2. Технологии физического уровня
- •8. Линии связи
- •Классификация линий связи
- •Типы кабелей
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •9. Кодирование и мультиплексирование данных
- •Модуляция
- •Дискретизация аналоговых сигналов
- •Методы кодирования
- •Мультиплексирование и коммутация
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •10. Беспроводная передача данных
- •Беспроводная среда передачи
- •Беспроводные системы
- •Технология широкополосного сигнала
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •11. Первичные сети
- •Сети PDH
- •Сети SONET/SDH
- •Сети DWDM
- •Сети OTN
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •3. Локальные вычислительные сети
- •Общая характеристика протоколов локальных сетей на разделяемой среде
- •Ethernet со скоростью 10 Мбит/с на разделяемой среде
- •Технологии Token Ring и FDDI
- •Беспроводные локальные сети IEEE 802.11
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •13. Коммутируемые сети Ethernet
- •Мост как предшественник и функциональный аналог коммутатора
- •Коммутаторы
- •Скоростные версии Ethernet
- •Архитектура коммутаторов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •14. Интеллектуальные функции коммутаторов
- •Алгоритм покрывающего дерева
- •Агрегирование линий связи в локальных сетях
- •Фильтрация трафика
- •Виртуальные локальные сети
- •Ограничения коммутаторов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •4. Сети TCP/IP
- •15. Адресация в стеке протоколов TCP/IP
- •Стек протоколов TCP/IP
- •Формат IP-адреса
- •Система DNS
- •Протокол DHCP
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •16. Протокол межсетевого взаимодействия
- •Схема IP-маршрутизации
- •Маршрутизация с использованием масок
- •Фрагментация IP-пакетов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •17. Базовые протоколы TCP/IP
- •Протоколы транспортного уровня TCP и UDP
- •Общие свойства и классификация протоколов маршрутизации
- •Протокол RIP
- •Протокол OSPF
- •Маршрутизация в неоднородных сетях
- •Протокол BGP
- •Протокол ICMP
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •Фильтрация
- •Стандарты QoS в IP-сетях
- •Трансляция сетевых адресов
- •Групповое вещание
- •IPv6 как развитие стека TCP/IP
- •Маршрутизаторы
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •5. Технологии глобальных сетей
- •19. Транспортные услуги и технологии глобальных сетей
- •Базовые понятия
- •Технология Frame Relay
- •Технология ATM
- •Виртуальные частные сети
- •IP в глобальных сетях
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •20. Технология MPLS
- •Базовые принципы и механизмы MPLS
- •Протокол LDP
- •Мониторинг состояния путей LSP
- •Инжиниринг трафика в MPLS
- •Отказоустойчивость путей MPLS
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •21. Ethernet операторского класса
- •Обзор версий Ethernet операторского класса
- •Технология EoMPLS
- •Ethernet поверх Ethernet
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •22. Удаленный доступ
- •Схемы удаленного доступа
- •Коммутируемый аналоговый доступ
- •Коммутируемый доступ через сеть ISDN
- •Технология ADSL
- •Беспроводной доступ
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •23. Сетевые службы
- •Электронная почта
- •Веб-служба
- •IP-телефония
- •Протокол передачи файлов
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •24. Сетевая безопасность
- •Типы и примеры атак
- •Шифрование
- •Антивирусная защита
- •Сетевые экраны
- •Прокси-серверы
- •Протоколы защищенного канала. IPsec
- •Сети VPN на основе шифрования
- •Выводы
- •Вопросы и задания
- •Ответы на вопросы
- •Алфавитный указатель
74 |
Глава 2. Общие принципы построения сетей |
ПРИМЕР-АНАЛОГИЯ |
----------------------------------------------------------------------------------------- |
П о я с н и м достаточно абстрактное описание о б общенной модели коммутации на примере работы традиционной почтовой службы. Почта также работает с и н ф о р м а ц и о н н ы м и потоками, которые в данном случае составляют почтовые отправления. О с н о в н ы м признаком почтового потока является адрес получателя. Д л я упрощения будем рассматривать в качестве адреса только страну, например Индия, Норвегия, Россия, Бразилия и т. д. Д о п о л н и т е л ь н ы м признаком потока м о ж е т служить особое требование к надежности или скорости доотавки. Например, пометка «Avia» на почтовых отправлениях в Бр а з и л и ю выделит из общего потока почты в Б р а з и л и ю подпоток, который будет доставляться самолетом.
Д л я каждого потока почтовая служба должна определить маршрут, который будет проходить через последовательность почтовых отделений, яв л я ю щ и хся аналогами коммутаторов. В результате много летней работы почтовой с л у ж б ы у ж е определены м а р ш р у т ы для большинства адресов назначения. Иногда возникают новые маршруты, связанные с появлением новых возможностей — политических, транспортных, экономических. После выбора нового м а ршрута н у ж н о оповестить о нем сеть по чтовых отделений. Как видно, эти действия очень н ш о м и н а ю т работу телекоммуникационной сети. И н ф о р м а ц и я о выбранных маршрутах следования почты представлена в каждом почтовом отделении в виде таблицы, в которой задано соответствие м е а д у страной назначения и с л е д у ю щ и м почтовым отделением. Например, в почтовом отделении города Саратова все письма, адресованные в И н дию, направляются в почтовое отделение Ашхабада, а письма* адресованные в Норвегию, — в почтовое от деление Санкт-Петербурга. Такая таблица направлений доставки почты является прямой аналогией таблицы коммутации коммуникационной сети.
Каждое почтовое отделение работает подобно коммутатору. Все поступающие от абонентов и других почтовых отделений почтовые отправления сортируются, то есть происходит распознавание потоков. После этого почтовые отправления, принадлежащие одному «потоку», упаковываются в мешок, для которого в соответствии с таблицей направлений определяется следующее по маршруту почтовое отделение.
Выводы
Для того чтобы пользователь сети получил возможностьдоступа к ресурсам «чужих» компьютеров, таких как диски, принтеры, плоттеры, необходимо дополнить все компьютеры сети специальными средствами. В каждом компьютере функции передачи данных в линию связи выполняют совместно аппаратный модуль, называемыйсетевымадаптером илисетевой интерфейсной картой, и управляю щая программа —драйвер. Задачи более высокого уровня —формирование запросов к ресурсам и их выполнение — решают соответственно клиентские и серверные модули ОС.
Даже в простейшей сети, состоящей из двух компьютеров, возникают проблемы физической пере дачи сигналов по линиям связи: кодирование и модуляция, синхронизация передающего и прини мающего устройств, контроль корректности переданныхданных.
Важными характеристиками, связанными с п е р ед а ч е й трафика через физические каналы, являются: предложенная нагрузка, скорость передачи данных, пропускная способность, емкость канала связи, полоса пропускания.
При связывании в сеть более двух компьютеров возникают проблемы выбора топологии (полнрсвязной, звезды, кольца, общей шины, иерархическогодерева, произвольной); способа адресации (плоского или иерархического, числового или символьного); способа разделения линий связи и механизма коммутации.
В неполносвязных сетях соединение пользователей осуществляется путем коммутации через сеть транзитных узлов. При этом должны быть решены следующие задачи: определение потоков данных и маршрутов для них, продвижение данных в каждом транзитном узле, мультиплексирование иде мультиплексирование потоков.
Среди множества возможных подходов к решению задачи коммутации выделяют два основопола гающих — коммутацию каналов и пакетов.
Вопросы и задания |
75 |
Вопросы и задания
1.С какими ресурсами компьютера могут совместно работать несколько пользователей сети? Приведите примеры, когда у пользователей возникает необходимость разделять процессор?
2.Какие из перечисленных понятий могут быть определены как «набор информационных сообщений определенного формата, которыми обмениваются два устройства или две программы, а также алгоритм обмена этими сообщениями»:
а) порт; б) протокол; в) логический интерфейс; і) физический интерфейс.
3.Опишите роль буферизации данных в процедуре доступа приложения, выполняемого на одном компьютере сети, к периферийному устройству другого компьютера. Сколько раз данные буферизуются при этом? Какой размер должен иметь буфер в каждом из таких случаев?
4.Что из перечисленного можно считать одним из возможных определений понятия «веб-сервер»:
а) распределенная программа; б) часть веб-службы;
в) клиентская часть распределенного сетевого приложения; г) браузер; д) локальное приложение;
е) клиентская часть централизованного сетевого приложения; ж) серверная часть распределенного сетевого приложения; з) компьютер.
5.Приведите примеры сетевых служб. Какие из них ориентированы на администратора сети? Какие из них обычно входят в состав сетевой ОС?
6. Какие из перечисленных терминов в некотором контексте могут использоваться как синонимы:
а) емкость канала связи; б) скорость передачи данных;
в) полоса пропускания канала связи; г) пропускная способность канала связи.
7.Какие соображения следует учитывать при выборе топологии сети? Приведите до стоинства и недостатки каждой из типовых топологий.
8. К какому типу относится каждый из восьми вариантов топологии на рис. 2.9. Для определенности рассматривайте приведенные варианты топологии построчно сверху вниз, слева направо.
9.Каким типом адреса снабжают посылаемые данные, когда хотят, чтобы они были до ставлены всем узлам сети:
a) multicast; б) anycast; в) broadcast; г) unicast.
10.В соответствии с классификацией адресов, используемых в компьютерных сетях, существуют символьные, числовые адреса, плос кие, иерархические, индивидуальные, групповые и широковещательные адреса, а также адреса групповой рассылки. Как
76 |
Глава 2. Общие принципы построения сетей |
бы вы классифицировали в приведенных терминах обычный почтовый адрес? Какой тип сетевого протокола соответствует процедуре определения адреса по почтовому индексу?
11.В чем состоит и как решается задача маршрутизации?
12.Работа почтового отделения во многом аналогична работе коммутатора компьютерной сети. Какие процедуры обработки почтовых отправлений соответствуют мультиплек сированию? Демультиплексированию? Как создается и какую информацию содержит «таблица маршрутизации» почтового отделения? Какой атрибут информационного потока может служить аналогом пометки «АВИА» на почтовом конверте?
13.Опишите два основных подхода к организации совместного использования передаю щей среды несколькими передатчиками.
14.Приведите аргументы за и против использования разделяемой среды в LAN и WAN.