10 .КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ. БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. ПРОТОКОЛЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. СТЕК ПРОТОКОЛОВ TCP/IP. АДРЕСАЦИЯ и маршрутизация В TCP/IP-СЕТЯХ. СИСТЕМНЫЕ СЛУЖБЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ (DHCP, DNS И ДР.)

Компьютерная сеть — система связи двух или более компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и др.).

Комп. сети создаются для эффективного предоставления различных информационно-вычислительных услуг пользователям сети в результате обеспечения быстрого и надежного доступа к аппаратным, программным и информационным ресурсам, распределенным в этой сети.

Базовые понятия: Сервер  абонент сети, отдающий в сеть свой ресурс и имеющий или не имеющий доступа к ее ресурсам. Клиент - абонент, не отдающий своего ресурса в сеть, но имеющий доступ к ресурсам сети. Иногда клиенты называются также рабочими станциями, в противоположность серверу. Сетевой адаптер (он же контроллер, интерфейс)  электронная плата, сопрягающая аппаратуру абонента сети и линии связи сети. Топология  метод соединения, структура связей абонентов сети. Среда передачи информации  кабель (коак­сиальный, витая пара), волоконно-оптический кабель, ра­диоканал, инфракрасный канал, т. е. то, что используется в данной сети для связи абонентов. Сетевые ресурсы представляют собой аппаратные устройства и программные ресурсы, участвующие в сетевом взаимодействии, и их компоненты, задействованные в этом процессе. Пакет  единица информации, передаваемой но сети. Могут быть короткими (порядка десятков байт и даже единиц байт), а также длинными (порядка нескольких килобайт). Сетевая служба - (Network Service) специальные программные компоненты обеспечивают доступ к отдельным видам ресурсов или специальные режимы их использования. Процесс совместного использования (sharing) сетевых ресурсов называется сетевым взаимодействием (networking).

Для организации взаимодействия между устройствами в сети Международной Организацией по Стандартам (ISO) была разработала модель взаимодействия открытых систем (ISO/OSI),

1 .Физический - Описывает физические свойства среды и сигналов. 2. Канальный - формирование кадров, управление доступом к физической среде (подготовка данных для передачи по физич. ур-ню). 3. Сетевой - маршрутизация, управление потоками данных (IP, ICMP-тестирование пакета) 4. Транспортный - обеспечение взаимодействия удаленных процессов (TCP, UDP : доб. инфо для обработки ошибок). 5. Сеансовый - установление и разрыв сеансов и управление ими (добавление инфо о трафике, с указанием инфо. отправки пакета). 6. Представления данных - интерпретация передаваемых данных (добавление в пакет форматирующей, отображающей и шифрующей инфо). 7 . Прикладной - пользовательское управление данными).

Протоколы компьютерных сетей. Протоколы (protocols) - это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществ¬ления некоторой связи. Можно выделить среди протоколов три типа:

- Прикладные. Работают на верхнем уровне, обеспечивают взаимодействие приложений и обмен данными между ними. К наиболее популярным относятся: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол Интернета для обмена электронной почтой, FTP (File Transfer Protocol) — протокол Интернета для передачи файлов, Telnet — протокол Интернета для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них; HTTP - это протокол для обмена гипертекстовой информацией в сети Internet.

- Транспортные. Поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данных между ними. TCP (Transmission Control Protocol) — TCP/IP-протокол для гарантированной достав­ки данных, разбитых на последовательность фрагментов;

- Сетевые. обеспечивают услуги связи. Имеют дело с адресной и маршрутной информацией, проверкой ошибок и запросами на повторную передачу. Также определяют правила для осуществления связи в конкретных сетевых средах, например Ethernet или Token Ring. Это протоколы: IP (Internet Protocol) — TCP/IP протокол для передачи пакетов.IPX (Internetwork Packet Exchange) — протокол для передачи и маршрутизации пакетов фирмы NetWare;

TCP/IP) - промышленный стандартный набор протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной среде, т.е. обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость - одно из основных преимуществ TCP/IP, поэтому большинство ЛВС поддерживает его. Кроме того, TCP/IP предоставляет доступ к ресурсам Интернета, а также маршрутизируемый протокол для сетей масштаба предприятия. Поскольку TCP/IP поддерживает маршрутизацию, он обычно используется в качестве межсетевого протокола. Благодаря своей популярности TCP/IP стал стандартом де-факто для межсетевого взаимодействия.

Маршрутизация (Routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи. Процесс передачи сетевых пакетов, через последовательность узлов. Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, (динамические маршруты).

Процесс маршрутизации в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами. Маршрутизаторы (выполняют роль шлюза) осуществляют и коммутацию каналов/сообщений/пакетов/ячеек, так же, как и коммутатор компьютерной сети выполняет маршрутизацию (определение на какой порт отправить пакет на основании таблицы MAC адресов).

Пакет данных отправляется именно на тот шлюз, к-ый обеспечит доставку инфо. Этот шлюз определяется на основе спец. таблиц. Для определения направления, в котором должны быть переданы пакеты маршрутизатор и хост используют специальные таблицы – таблицы маршрутизации (IP routing table), хранимой на комп. В этих таблицах располагается информация не о хостах назначения, а о сетях, к которым эти хосты принадлежат.

Если какой-то адрес из маршрута не отвечает, то возможна перестройка таблицы маршрутизации и нахождение другого пути.

Адресация в ip-сетях.

Согласно протоколу TCP/IP каждый комп. в сети должен иметь свой уникальный IP-адрес. Он состоит из четырех однобайтовых (0…255) чисел, разделенные точками. Напр: 62.76.235.83.

Адрес состоит из 2-х частей: адрес сети и адрес компьютера в данной сети.

С каждым IP-адресом связана 32-разрядная маска подсети, которая при побитном умножении на IP-адрес делит последний на две части. Первая - адрес сети, вторая - адрес хоста.

В стеке TCP/IP используются три типа адресов:

1) локальные (или аппаратные) адреса, используемые для адресации узлов в пределах систем. Используется для доставки данных в пределах локальной подсети.

2) сетевые адреса (IP-адреса), используемые для однозначной идентификации узлов в пределах всей составной сети. Номер сети может быть выбран администратором произвольно либо назначен по рекомендации специального сетевого информационного центра Internet, если сеть должна работать как составная часть Internet. IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение

3) доменные имена – символьные идентификаторы узлов, к которым часто обращаются пользователи. Система доменных имен стала возможной благодаря службе доменной системы имен DNS . Составляющие DNS имени разделяются точкой: имя конечного узла, имя более крупной группы (поддомена) и т.д (fizmat.vspu.ru). Между доменным именем и IP-адресом нет никакого алгоритмического соответствия. DNS устанавливает это соответствие на основании создаваемых сети таблиц соответствия. Можно иметь одновременно несколько локальных адресов и или несколько сетевых адресов или доменных имен.

Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) позволяет автоматически указывать пар-ры протокола TCP/IP на компьютерах сети, получая настроечную информацию от DHCP-сервера. Это - IP-адрес, маска подсети, адрес DNS-сервера по умолчанию, время жизни IP-пакетов и т. д. Использование DHCP сильно сокращает затраты на администрирование сети.

Сервис точного времени ntp.

11.ТЕХНОЛОГИИ И ПРИНЦИПЫ СЕТЕЙ ETHERNET. СЕТЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, КАБЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ. БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЯХ. МОДЕЛИ ПОСТРОЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ОРГАНИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ ДОМЕНА.

Обычно под локальной сетью понимают вычислительную сеть, абоненты которой размещены на относительно небольшой территории

Ethernet самая поп. и распр. технология построения ЛС во всем мире. Все компьютеры сети имеют доступ к общей шине через встроенный в каждый компьютер сетевой адаптер Применяется множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection - CSMA/CD).

Станции на традиционной локальной сети Ethernet могут быть соединены вместе, используя физическую шину или звездную топологию, но логическая топология - всегда шинная. Это значит, что среда (канал) разделена между станциями и только одна станция одновременно может использовать ее и передаваемый сигнал слышат все.

Коллизия возникает если 2 уст-ва начинают одновреммено передавать сигналы. Ethernet использует схему распознавания коллизий. Схема такова: Каждая станция, имеющая кадр для того, чтобы послать его, сначала "слушает" среду. Если в среде нет данных, станция может начать передачу. При возникновении коллизий оба комп-ра замолкают на разные промежутки времени, после чего снова пробуют начать передачу. Если в теч. времени серия попыток, оказ-ся неудачной драйвер возвращает ошибку.