В. Г. Олифер, Н. А. Олифер

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

ПРИНЦИПЫ, ТЕХНОЛОГИИ, ПРОТОКОЛЫ

Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника»

и по специальностям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

«Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети»,

«Программное обеспечение вычислительной техники

и автоматизированных систем»

Санкт-Петербург

Москва • Харьков • Минск 2000

ББК 32.973.202я7 УДК 681.326(075) О54

Рецензенты:

Ю. А. Григорьев, доктор технических наук, профессор,

кафедра «Системы обработки информации и управления»

Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Б. Ф. Прижуков, кандидат технических наук,

заместитель начальника ИВЦ ОАО Московский междугородный и международный телефон

054 Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. — СПб: Издательство «Питер», 2000. — 672 с.: ил.

ISBN 5-8046-0133-4

Книга представляет собой фундаментальный учебник, в котором последовательно рассматриваются все основные аспекты архитектуры и технологии современных компьютерных сетей. Она предназначена для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотят получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.

Рекомендуется в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника».

ББК 32.973.202я7 УДК 681.326(075)

ISBN 5-8046-0133-4 © В. Г. Олифер, Н. А. Олифер, 1999

© Серия, оформление, Издательство «Питер», 2000

Содержание

От авторов................................................................................................. 16

Для кого эта книга ............................................................................................................... 16

Структура книги................................................................................................................... 17

Благодарноаи............................................................................................ 20

Глава I • Общие принципы построения вычислительных сетей................ 21

1.1. От централизованных систем — к вычислительным сетям........................... 21

1.1.1. Эволюция вычислительных систем............................................................ 21

Системы пакетной обработки................................................................ 21

Многотерминальные системы — прообраз сети .............................. 22

Появление глобальных сетей ................................................................. 23

Первые локальные сети............................................................................ 24

Создание стандартных технологий локальных сетей.................... 25

Современные тенденции.......................................................................... 26

1.1.2. Вычислительные сети — частный случай распределенных

систем.................................................................................................................... 27

Мультипроцессорные компьютеры...................................................... 27

Многомашинные системы....................................................................... 28

Вычислительные сети ............................................................................... 29

Распределенные программы................................................................... 30

1.1.3. Основные программные и аппаратные компоненты сети.................. 31

1.1.4. Что дает предприятию использование сетей .......................................... 32

Выводы ............................................................................................................................ 35

1.2. Основные проблемы построения сетей................................................................. 36

1.2.1. Связь компьютера с периферийными устройствами........................... 36

1.2.2. Простейший случай взаимодействия двух компьютеров................... 38

1.2.3. Проблемы физической передачи данных по линиям связи.............. 41

1.2.4. Проблемы объединения нескольких компьютеров............................... 43

Топология физических связей............................................................... 43

Организация совместного использования линий связи .............. 45

Адресация компьютеров.......................................................................... 47

1.2.5. Ethernet — пример стандартного решения сетевых проблем ............ 50

1.2.6. Структуризация как средство построения больших сетей................ 52

Физическая структуризация сети ....................................................... 52

Логическая структуризация сети ......................................................... 55

1.2.7. Сетевые службы................................................................................................. 59

Выводы ............................................................................................................................. 60

4 Содержание___________________________________________________

1.3. Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации ......................... 61

1.3.1. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс.

Стек протоколов................................................................................................ 61

1.3.2. Модель OSI.......................................................................................................... 66

1.3.3. Уровни модели OSI.......................................................................................... 69

Физический уровень................................................................................. 69

Канальный уровень.................................................................................... 69

Сетевой уровень.......................................................................................... 70

Транспортный уровень............................................................................. 72

Сеансовый уровень.................................................................................... 73

Представительный уровень .................................................................... 74

Прикладной уровень................................................................................. 74

Сетезависимые и сетенезависимые уровни....................................... 74

1.3.4. Понятие «открытая система......................................................................... 76

1.3.5. Модульность и стандартизация................................................................... 77

1.3.6. Источники стандартов..................................................................................... 78

1.3.7. Стандартные стеки коммуникационных протоколов .......................... 82

Стек OSI............................................................:.......................................... 82

Стек TCP/IP................................................................................................ 83

Стек IPX/SPX............................................................................................. 85

Стек NetBIOS/SMB .................................................................................. 85

Выводы ............................................................................................................................. 87

1.4. Локальные и глобальные сети.................................................................................. 87

1.4.1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей................... 87

1.4.2. Отличия локальных сетей от глобальных................................................ 88

1.4.3. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей .................. 90

Выводы ............................................................................................................................. 92

1.5. Сети отделов, кампусов и корпораций................................................................. 92

1.5.1. Сети отделов........................................................................................................ 92

1.5.2. Сети кампусов .................................................................................................... 93

1.5.3. Корпоративные сети......................................................................................... 95

Выводы............................................................................................................................. 97

1.6. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям...... 97

1.6.1. Производительность......................................................................................... 98

1.6.2. Надежность и безопасность......................................................................... 101

1.6.3. Расширяемость и масштабируемость ...................................................... 102

1.6.4. Прозрачность .................................................................................................... 102

1.6.5. Поддержка разных видов трафика ........................................................... 103

1.6.6. Управляемость.................................................................................................. 104

1.6.7. Совместимость.................................................................................................. 105

Выводы ........................................................................................................................... 105

Вопросы и упражнения .................................................................................................... 106