ЗМІСТ
1 Основні концепції КМ 7
1.1 Що таке комп’ютерна мережа? 7
1.2 Класифікація комп'ютерних мереж 8
1.2.1 Класифікація мереж за областю дії 9
1.2.2 Класифікація мереж за способами адміністрування 12
1.2.3 Класифікація мереж за мережевими операційними системами 15
1.2.4 Класифікація мереж за протоколами 15
1.2.5 Класифікація мереж за топологією 15
1.2.6 Класифікація мереж за архітектурою 24
1.3 Моделі та стандарти комп’ютерних мереж 28
1.3.1 Мова комп’ютера 28
1.3.2 Мережеві моделі 29
1.3.3 Мережеві стандарти та специфікація 46
1.4 Методи мережевої комунікації 46
1.4.1 Сигнали 46
1.4.2 Методи доступу до мережі 47
1.5 Фізичні компоненти мереж 52
1.5.1 Мережеві адаптери 52
1.5.2 Мережеві носії 53
1.5.3 Сертифікація кабелів комп’ютерних мереж 59
1.5.4 Мережеві з’єднуючі пристрої 59
1.6. Методи комутації 70
1.7 Мережеві операційні системи 76
1.7.1 Загальні відомості 76
1.7.2 Операційна система WINDOWS NT 78
Контрольні питання 87
2. Глобальні комп’ютерні мережі 90
2.1 Устаткування глобальних мереж 92
2.1.1 Модеми 92
2.1.2 Устаткування користувача 102
2.2 Топології глобальних мереж 103
2.2.1 Точкова топологія 103
2.2.2 Кільцеподібна топологія 104
2.2.3 Зіркоподібна топологія 105
2.2.4 Повна і часткова коміркові топології 106
2.2.5 Багаторівневі глобальні мережі 107
2.3 Типи комутації 108
2.3.1 Мережі з комутацією каналів 109
2.3.2 Мережі з комутацією пакетів 112
2.4 Нові технології глобальних мереж 117
2.4.1 OС-SONET 117
2.4.2 Швидкісна ISDN 118
2.4.3 CATV 119
2.4.4 SMDS 121
2.4.5 Безпровідні глобальні мережі 122
2.5 З’єднання між локальними і глобальними мережами 123
2.5.1 Транслюючі з’єднання 125
Контрольні питання 134
3 Глобальна мережа Internet 136
3.1 Організація мережі Internet 136
3.2 Виникнення глобальної мережі Internet 136
3.3 Доступ до Internet 138
3.4 Протокол ТСР/ІР 140
3.5 Адресація в Internet 145
3.6 Основні сервіси Internet 150
3.7 Internet і маршрутизація ТСР/ІР 163
Контрольні питання 171
Перелік рекомендованої літератури 172
ВСТУП
Конспект лекцій допоможе студенту зрозуміти основні концепції і принципи реалізації глобальних комп’ютерних мереж (ГКМ). Сюди включено основну термінологію, теорію мереж, встановлені стандарти та способи реалізації ГКМ. Розглянуто мережеві протоколи та їх роботу на всіх рівнях семирівневої моделі OSI (Open System Interconnection – з’єднання відкритих систем). Описані доступні в теперішній час типи мережевих носіїв та їх технічні характеристики. Розглянуті найбільш поширені пристрої, що використовують для з’єднання сегментів мереж та підмереж, з'єднань комп'ютерів, віддалених на великі відстані. Крім того, описано обладнання й топології ГКМ, а також переваги та недоліки таких топологій, як точкова, кільцева, зіркова, повна або часткова мережі. Розглянуто різні методи комутації та показана різниця між мережами з комутацією каналів та комутацією пакетів. Звернуто увагу на способи підключення комп’ютерів локальної мережі (ЛМ) до ГКМ. Значну увагу було відведено способам представлення комп’ютерам ЛМ доступу до Internet та інших зовнішніх мереж
Далі розглянуті питання розвитку самої великої серед мереж – мережі Internet; методи маршрутизації пакетів в Internet на основі протоколу TCP/IP, основні концепції маршрутизації, статична та динамічна маршрутизація.
Управління роботою всіх прикладних та службових програм забезпечується операційними системами (ОС). Дано загальну характеристику ОС. Зосереджено увагу на ОС Windows NT.
Мережева тематика є складною, оскільки вона пов’язана з використанням широкого набору технологій, продуктів та схем взаємодії. Немає єдиної теорії, яка б дала визначення різним компонентам мережі та їх поєднання. У зв’язку з цим, термінологія, яка застосовується в мережевих технологіях, складна та заплутана. Тому, щоб побороти перешкоди, пов’язані з освоєнням мережевої тематики, необхідно зосередитись на основних визначеннях та термінах.
1 Основні концепції км
1.1 Що таке комп’ютерна мережа?
Що таке комп’ютерна мережа? У словниках мережа визначена як система взаємодіючих ліній, або каналів. І все ж, що таке мережа? Це два чи більше пристроїв, з'єднаних для обміну інформацією, ресурсами або і тим, і іншим. З’єднання може бути організовано за допомогою кабелю (коаксіального, витої пари або волоконно-оптичного), або за допомогою безпровідних засобів: радіосигналів, лазера, інфрачервоних пристроїв, супутників зв’язку та ін.
Інформацією чи ресурсами для спільного використання (які називаються розподілюючими ресурсами) можуть бути файли, програми, принтери, модеми і будь-яке інше обладнання.
Для чого необхідно об’єднувати комп’ютери в мережі? Однією з переваг персональних комп’ютерів – є їх незалежність один від одного. Для чого їх об’єднувати? Для того щоб повніше реалізувати переваги як персональних комп’ютерів, так і великих універсальних обчислювальних машин. Кожен користувач мережі має переваги, з однієї сторони, незалежність, а з іншої – доступ до спільних ресурсів.
Переваги об’єднання полягають у:
-
Спільному використанні (розподіл) пристроїв виводу: принтерів, плотерів та ін. пристроїв виводу. Це економить час, гроші та усуває багато проблем.
-
Спільному використанні пристроїв вводу: сканери, цифрові камери та ін. пристрої вводу. Вартість цих пристроїв перевищує вартість принтерів, а частота їх використання нижча, тому їх спільне використання багатьма учасниками мережі вигідне.
-
Спільному використанні пристроїв зберігання інформації: жорсткі диски, дисководи гнучких дисків та накопичувачі CD-ROM. Якщо на одному комп’ютері не вистачає дискового простору або не встановлений накопичувач CD-ROM, то можна буде зберігати файли на жорсткому диску чи використовувати CD-ROM іншого комп’ютера, який підключений до мережі.
-
Спільному використанні модемів та підключення до Internet. Маючи відповідне програмне забезпечення, можна за допомогою однієї телефонної лінії чи одного реєструючого запису провайдера Internet підключити до Internet всю ЛМ.
-
Спільному використанні даних та програм. В результаті буде більш ефективніше використовуватися дисковий простір і значно спроститься спільна робота декількох користувачів над одним проектом. Наприклад, програми обробки текстових документів можна встановити на сервері мережі, тоді користувачі мережі можуть використовувати їх, не займаючи свій дисковий простір громіздкими файлами.
1.2 Класифікація комп'ютерних мереж
В залежності від фізичних властивостей та характеристик програмного забезпечення виділяють декілька різних типів мереж. Мережі можна класифікувати наступним чином:
-
галузь дії;
-
способи адміністрування;
-
мережеві операційні системи;
-
топологія;
-
архітектура.
1.2.1 Класифікація мереж за областю дії
Класифікація мереж по області дії враховує географічний район, охоплений мережею. При такій класифікації виділяють наступні типи мереж:
-
локальні (Local Area Network – LAN);
-
регіональні (Metropolitan Area Network – MAN);
-
глобальні (Wide Area Network – WAN).
Л
окальні
комп’ютерні мережі.
Локальна мережа
– це мережа, що функціонує в рамках
однієї або декількох сусідніх будівель
(рисунок 1.1). Кількість комп’ютерів ЛМ
може бути обмежена архітектурою мережі
та типом кабелю. Інформацію в ЛМ передають
на невелику відстань. Але особливою
(визначальною) ознакою є наявність
високошвидкісного каналу передавання
даних, швидкість у нього на порядок
вища, ніж швидкість периферійних
пристроїв, та наближається до швидкості
внутрішньої шини комп'ютера.
Щоб полегшити управління великими ЛМ, їх деколи розділяють на робочі групи. В цьому випадку в робочу групу входять користувачі, які мають доступ до одних і тих же ресурсів: файлів, принтерів, програм.
У ЛМ найдорожчими є пристрої опрацювання інформації, а не комутації. ЛМ можуть складати основу великих мереж, таких як глобальні, які утворюються шляхом сполучення двох чи більше ЛМ.
Регіональні мережі – мережі, які складаються із двох чи більше ЛМ, розміщених на площі приблизно рівній великому місту, звідси і походить їх назва. Зазвичай ці мережі являють собою загальнодоступні комп’ютерні мережі (КМ) із високими параметрами продуктивності (рисунок 1.2).
Термін “регіональна мережа” використовується не так часто, як “локальна” та “глобальна”, тому що регіональні мережі зустрічаються значно рідше. Більшість мереж обмежені будівлею чи декількома будівлями, отже вони попадають у категорію ЛМ. Якщо ж вони займають великі відстані, досягаючи інших міст чи країн, то вони переходять у категорію ГКМ. Максимальна відстань між вузлами (любими комп’ютерами чи іншими мережевими пристроями) регіональної мережі приблизно дорівнює 80 км.
Глобальні комп’ютерні мережі. ГКМ називаються комп’ютерні мережі, які охоплюють великі географічні площі. Найкращим та найбільш знайомим прикладом ГКМ є Internet. Існують приватні ГКМ. Багато великих компаній з офісами в різних країнах мають корпоративні глобальні мережі, які з'єднують віддалені офіси за допомогою телефонних ліній, супутникових та інших засобів зв'язку. Для передавання даних у ГКМ найчастіше використовують наявні телефонні канали з малою швидкістю передавання (1-3 Кбіт/с) та великим впливом завад, тому швидкість передавання невелика. Це робить ГКМ неможливою для використання у реальному масштабі часу. Тому найчастіше ГКМ сьогодні використовують для вирішення завдань, які не потребують оперативності (електронна пошта, електронні довідки, тощо). Глобальна мережа завжди складається з багатьох з'єднаних разом ЛМ. Найдорожчим компонентом ГКМ – обладнання зв'язку.
Розбіжність між локальними та глобальними мережами у майбутньому можна буде ліквідувати за допомогою АТМ технологій передавання даних.