Оглавление

Типы компьютерных сетей 2

Стандартизация в компьютерных сетях 4

Сетевые топологии 11

Сетевые протоколы физического и канального уровней OSI 15

Стандарт IEEE 802.3 и строение сетей Ethernet 15

Контроль несущей (carrier sense) 16

Множественный доступ (Multiple Access) 16

Обнаружение коллизий (Collision Detection) 17

Спецификации физической среды Ethernet 17

Стандарт 10BASE5 18

Стандарт 10Base2 19

Стандарт 10BaseT 20

Физический уровень технологии Token Ring 23

Технология Fast Ethernet и 100VG-AnyLan как развитие технологии Ethernet. 24

Физический уровень технологии Fast Ethernet. 24

Построение сегментов Fast Ethernet при использовании повторителей 25

Технология 100VG-AnyLan 27

Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet 28

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 28

Особенности метода доступа FDDI 30

Отказоустойчивость технологии FDDI. 31

Объединение сетей на основе протоколов сетевого уровня 33

Принципы маршрутизации 34

Протоколы маршрутизации 37

Функции маршрутизатора 40

Уровень интерфейсов 40

Уровень сетевого протокола 41

Уровень протоколов маршрутизации 42

Многоуровневая структура стека протоколов TCP/IP 43

III. Уровень межсетевого взаимодействия 43

II. Основной (транспортный) уровень 43

I. Прикладной уровень 44

IV Уровень сетевых интерфейсов 45

Механизм гнезд и мультиплексирование соединений 46

Адресация в IP-сетях 47

Типы адресов стека TCP/IP 47

Классы IP-адресов 49

Маршрутизация IP-пакетов без использования масок. 50

Дополнительная информация к разделу «Классы IP-адресов» 54

Адресация с использованием масок 55

Структуризация подсети с использованием масок одинаковой длины. 55

Работа модуля (протокола) IP в условиях необходимости учитывать наличие масок 56

Структуризация IP-сетей с использованием масок переменной длины 58

Маски переменной длины 58

Технология бесклассовой маршрутной маршрутизации 59

Суть технологии CIDR 60

Типы компьютерных сетей

Сеть – соединение между двумя или более компьютерами, позволяющее им разделять ресурсы. Здесь под ресурсами понимаются хранящиеся в компьютере файлы или подключенные к нему устройства (принтеры, модемы и т.п.).

Хотя, большинство сетей значительно сложнее, все они базируются на принципе предоставления ресурсов в совместное пользование.

Компьютеры могут соединяться друг с другом непосредственно, используя спец. сетевой кабель, либо через промежуточные коммуникационные узлы связи. Компьютер, подключенный к сети называют рабочей станцией, а компьютер, предназначенный для работе с сетью и концентрации данных наз. сервером. Для классификации комп. Сетей можно использовать различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, т.е. по величине территории, которую покрывает сеть. Это объясняется значительным отличием технологии глобальных и локальных сетей, не смотря на их постоянное сближение.

К локальным вычислительных сетям – ЛВС (Local Area Network - LAN) относят сети компьютеров, сосредоточенные на не большой территории (обычно в радиусе до 2км). В общем случае, ЛВС представляет из себя коммуникационную систему, принадлежащую одному предприятию. Относительно небольшие расстояния в ЛВС дают возможность использовать относительно дорогие высококачественные линии связи: на первых парах построения ЛВС использовались коаксиальные типы кабелей (тонкий и толстый коаксиальный кабель), различные типы кабелей вида «витая пара» (как экранированные, так и не экранированные), оптоволоконные кабели (как одномодовые, так и многомодовые). Использование этих кабелей обеспечивает низкий уровень ошибок и высокую скорость передачи данных по линиям связи (в зависимости от сетевого кабеляи и метода доступа к данным, который определяется используемой технологией ЛВС). Эта скорость находится в диапазоне от 10Мбит/с до 1000Мбит/с и более.

Глобальные вычислительные сети – ГВС (Wide Area Network - WAN) объединяет территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Поскольку прокладка высококачественных линий связи обходится очень дорого, в ГВС используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные для других целей. Например, часто ГВС строят на основе телефонных/телеграфных линий общего назначений, спутниковой связи и наземных микроволновых систем.

Региональная вычислительная сеть – РВС (Metropolitan Area Network - MAN) является менее распространенным типом сетей. Они появились сравнительно недавно и предназначены для обслуживания крупного города (мегаполиса). В то время, как ЛВС наилучшим образом подходит для разделения ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а ГВС обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью и не богатым набором услуг, сети мегаполисов (РВС) занимают промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи (часто оптоволоконные) и в основном предназначены для связи множества ЛВС в масштабах города. РВС изначально разрабатывались для передачи данных, однако в наше время данные сети поддерживают и такие услуги как видеоконференции, интегральная передача голоса и текста. Сети мегаполисов являются общественными сетями, поэтому их услуги обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

Еще одним популярным способом классификации сетей является классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. По этому признаку различают:

• сети отделов;

• сети кампусов;

• корпоративные сети.

Сети отделов – сети, используемые небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе или лаборатории предприятия. Эти сотрудники решают общие задачи, например: ведут бухгалтерский учет или занимаются маркетингом. Главной задачей сети отдела является разделение локальных ресурсов: приложение, данные, принтеры, модемы и т.д. Обычно сети отделов имеют один или два сервера и не более 30 рабочих станций. Обычно сети отделов не разделяются на подсети. В этих сетях локализуется большая часть траффика предприятия.

Примечание: Трафик – характеристика нагрузки коммутационной линии. В компьютерной технике – состояние обмена информацией между компьютерами. Выражение «трафик 100Мбайт/сутки» обозначает состояние, при котором за фиксированный промежуток времени (сутки) по данной линии, соединяющей друг с другом два компьютера было передано 100Мбайт информации.

Сети отделов обычно создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии LAN (до недавнего времени Ethernet, в настоящее время это Fast Ethernet или Gigabit Ethernet и т.д.). Для такой сети характерен один или максимум – 2 типа сетевых операционных систем (Windows Server 2008 или Linux Server). Задачи управления сетью на уровне отдела достаточно просты: добавление новых пользователей, устранение простых отказов, установка (с настройкой) новых узлов сети (рабочих станций), инсталляция новых версий ПО.

Сети кампусов от англ. Campus – студгородок, именно на территории студгородков возникала необходимость объединения нескольких маленьких сетей в одну большую сеть. Сейчас это название никак не связывают со студгородками, а используют для обозначения сетей любых предприятий. К особенностям сетей кампусов можно отнести:

1. Сети этого типа объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающих площадь нескольких кв. км.

2. Глобальные соединения в сетях кампусов не используются.

3. Службы сети кампуса включают взаимодействие между сетями, доступ к базам данных предприятия, доступ к общим высокоскоростным модемам, принтерам и т.п.

4. На уровне сети кампуса возникают проблемы гетерогенности – интеграции неоднородного как аппаратного, так и программного обеспечений. Эта проблема возникает по тому, что типы компьютеров, сетевых ОС, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в разных отделах.

Корпоративные сети называют так же сетями масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «Enterprise-wide networks». Этот термин используется в англоязычной литературе для обозначения данного типа сетей. Для корпоративной сети характерны:

1. Масштабность – тысячи рабочих станций, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений.

2. Высокая степень гетерогенности – типы компьютеров, коммуникационно-сетевое оборудование, ОС-мы и их приложения различны.

3. Использование глобальных связей – сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, включая, например, телефонные или радиоканалы, спутниковую связь.