textarchive.ru

Главная > Лекция


Курс лекции по компьютерным сетям

Оглавление

Введение 8

Лекция 1. Обзор и архитектура вычислительных сетей 10

Тема 1. Основные определения и термины 10

Тема 2. Преимущества использования сетей 12

Тема 3. Архитектура сетей 14

Архитектура терминал – главный компьютер 14

Одноранговая архитектура 15

Архитектура клиент – сервер 16

Выбор архитектуры сети 18

Вопросы к лекции 19

Лекция 2. Семиуровневая модель OSI 20

Тема 1. Взаимодействие уровней модели OSI 20

Тема 2. Прикладной уровень (Application layer) 23

Тема 3. Уровень представления данных (Presentation layer) 25

Тема 4. Сеансовый уровень (Session layer) 26

Тема 5. Транспортный уровень (Transport Layer) 27

Тема 6. Сетевой уровень (Network Layer) 28

Тема 7. Канальный уровень (Data Link) 30

Тема 8. Физический уровень (Physical Layer) 32

Тема 9. Сетезависимые протоколы 34

Тема 10. Стеки коммуникационных протоколов 35

Вопросы 36

Лекция 3. Стандарты и стеки протоколов 38

Тема 1. Спецификации стандартов 38

802.1 38

802.2 38

802.3 38

802.4 39

802.5 40

802.6 40

802.7 40

802.8 40

802.9 41

802.10 41

802.11 41

802.12 41

Тема 2. Протоколы и стеки протоколов 41

Сетевые протоколы 42

Транспортные протоколы 42

Прикладные протоколы 43

Тема 3. Стек OSI 43

Тема 4. Архитектура стека протоколов Microsoft TCP/IP 44

Уровень Приложения 45

Уровень транспорта 46

Протокол управления передачей (TCP) 47

Пользовательский протокол дейтаграмм (UDP) 47

Межсетевой уровень 47

Протокол Интернета IP 48

Адресация в IP-сетях 48

Протоколы сопоставления адреса ARP и RARP 49

Протокол ICMP 49

Протокол IGMP 50

NDIS 50

Уровень сетевого интерфейса 50

Вопросы 50

Лекция 4. Топология вычислительной сети и методы доступа 52

Тема 1. Топология вычислительной сети 52

Виды топологий 52

Общая шина 53

Кольцо 54

Звезда 54

Тема 2. Методы доступа 55

CSMA/CD 56

TPMA 57

TDMA 58

FDMA 59

Вопросы 60

Лекция 5. ЛВС и компоненты ЛВС 62

Тема 1. Основные компоненты 62

Тема 2. Рабочие станции 63

Тема 3. Сетевые адаптеры 64

Тема 4. Файловые серверы 64

Тема 5. Сетевые операционные системы 66

Тема 6. Сетевое программное обеспечение 66

Тема 7. Защита данных 67

Тема 8. Использование паролей и ограничение доступа 67

Тема 9. Типовой состав оборудования локальной сети 67

Вопросы 68

Лекция 6. Физическая среда передачи данных 70

Тема 1. Кабели связи, линии связи, каналы связи 70

Тема 2. Типы кабелей и структурированные кабельные системы 71

Тема 3. Кабельные системы 72

Тема 4. Типы кабелей 73

Кабель типа «витая пара» (twisted pair) 73

Коаксиальные кабели 74

Оптоволоконный кабель 75

Тема 5. Кабельные системы Ethernet 75

10Base-T, 100Base-TX 75

10Base2 76

10Base5 76

Тема 6. Беспроводные технологии 77

Радиосвязь 77

Связь в микроволновом диапазоне 77

Инфракрасная связь 77

Вопросы 77

Лекция 7. Сетевые операционные системы 79

Тема 1. Структура сетевой операционной системы 80

Клиентское программное обеспечение 81

Редиректоры 81

Распределители 81

Имена UNC 82

Серверное программное обеспечение 82

Клиентское и серверное программное обеспечение 82

Выбор сетевой операционной системы 83

Тема 2. Одноранговые NOS и NOS с выделенными серверами 84

Тема 3. NOS для сетей масштаба предприятия 86

Сети отделов 86

Сети кампусов 87

Корпоративные сети 87

Тема 4. Сетевые ОС NetWare фирмы Novell 88

Назначение ОС NetWare 88

Структурная схема OC 89

Сетевая файловая система 89

Основные сетевые возможности 90

Защита информации 91

Тема 5. Семейство сетевых ОС Windows NT 91

Структура Windows NT 91

Сетевые средства 92

Состав Windows NT 93

Свойства Windows NT 93

Области использования Windows NT 94

Тема 6. Семейство ОС UNIX 95

Программы 96

Ядро ОС UNIX 96

Файловая система 97

Принципы защиты 97

Идентификаторы пользователя и группы пользователей 98

Защита файлов 98

Тема 7. Обзор Системы Linux 99

Графический интерфейс пользователя 99

Работа с сетью 100

Сетевые файловые системы 100

Почта 100

Вопросы 101

Лекция 8. Требования, предъявляемые к сетям 102

Тема 1. Производительность 102

Тема 2. Надежность и безопасность 103

Тема 3. Прозрачность 104

Тема 4. Поддержка разных видов трафика 105

Тема 5. Управляемость 106

Управление эффективностью 106

Управление конфигурацией 107

Управление учетом использования ресурсов 107

Управление неисправностями 107

Управление защитой данных 108

Тема 6. Совместимость 108

Вопросы 109

Лекция 9. Сетевое оборудование 111

Тема 1. Сетевые адаптеры, или NIC (Network Interface Card). 111

Назначение. 111

Настройка сетевого адаптера и трансивера 111

Функции сетевых адаптеров 113

Базовый, или физический, адрес 114

Типы сетевых адаптеров 114

Тема 2. Повторители и концентраторы 116

Планирование сети с хабом 118

Преимущества концентратора 118

Тема 3. Мосты и коммутаторы 119

Различие между мостом и коммутатором 120

Коммутатор 121

Коммутатор локальной сети 123

Тема 4. Маршрутизатор 123

Различие между маршрутизаторами и мостами 124

Тема 5. Шлюзы 125

Вопросы 126

Русские термины 127

Английские термины 141

Английские сокращения 152

Литература 161

Введение

Курс представляет собой введение в сетевую тематику и дает базовые знания по организации и функционированию сетей. В лекциях даны общие понятия компьютерных сетей, их структуры, сетевых компонентов в простой и доступной форме. Здесь приведены виды топологии, используемые для физического соединения компьютеров в сети, методы доступа к каналу связи, физические среды передачи данных. Передача данных в сети рассматривается на базе эталонной базовой модели, разработанной Международной организацией по стандартам взаимодействия открытых сетей. Описываются правила и процедуры передачи данных между информационными системами. Приводятся типы сетевого оборудования, их назначение и принципы работы. Описывается сетевое программное обеспечение, используемое для организации сетей. Изучаются наиболее популярные сетевые операционные системы, их достоинства и недостатки. Рассматриваются принципы межсетевого взаимодействия. Приводятся основные понятия из области сетевой безопасности.

В первой лекции даны основные понятия сетевой терминологии, территориальное разделение сетей, понятие информационной и коммуникационной сетей и основные типы архитектуры. За основу лекции были взяты материалы сервера и информация из [1], [2], [5].

Во второй лекции объясняется передача данных в сети на основе семиуровневой базовой эталонной модели связи открытых систем (OSI). Представлен каждый уровень, его функции и протоколы, используемые на каждом уровне. За основу лекции были взяты материалы сервера и информация из [1], [2], [5], [7], [11], [12].

Лекция 3 посвящена спецификации стандартов IEEE802. Здесь же дано понятие стеков протоколов и приведены наиболее популярные стеки протоколов. В стеках протоколов перечислены протоколы каждого уровня. При подготовке лекции были взяты материалы из [1], [2], [5], [13], [14], [15].

В четвертой лекции дается понятие топологии, приводятся виды топологий, их достоинства и недостатки, здесь же описаны методы доступа к каналу связи и их использование. Для лекции использовалась информация из [1], [5], [13], [16], [28].

В пятой лекции описаны компоненты локальной вычислительной сети: рабочие станции и серверы, адаптеры, сетевые операционные системы, коммуникационные каналы, сетевое программное обеспечение и др. компоненты. Даны типы серверов. При подготовке большей частью использовалась информация из [1], [2], [5], [11], [13].

В шестой лекции даны понятия физической среды передачи данных, виды сред. Перечислены типы кабелей и описано назначение кабельной структурированной системы. При подготовке лекции были взяты материалы из [1], [2], [5], [23], [24], [25], [26], [27], [28], [29].

Лекция седьмая посвящена сетевым операционным системам, их назначению, перечислены их функции, приведены популярные СОС (NetWare фирмы Novell, WindowsNT фирмы Microsoft, UNIX фирмы BellLaboratory), их структура и применение. При подготовке лекции были взяты материалы из [1], [2], [5], [9], [11], [21].

В лекции восьмой описаны требования, предъявляемые к сетям: производительность, надежность и безопасность, расширяемость и масштабируемость, прозрачность, поддержка трафика, управляемость, защита данных, совместимость. При подготовке лекции были взяты материалы из [1], [2], [4], [5], [11], [13], [16]

В лекции девятой описано сетевое оборудование, предназначенное для передачи данных на всех уровнях модели OSI. При подготовке лекции были взяты материалы из [1], [2], [5], [22], [28], [30], [31],[32].

Лекция 1.Обзор и архитектура вычислительных сетей

Тема 1.Основные определения и термины

Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами.

Сети обычно находится в частном ведении пользователя и занимают некоторую территорию и по территориальному признаку разделяются на:

  • Локальные вычислительные сети (ЛВС) или Local Area Network (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными.

  • Распределенные компьютерные сети, глобальные или Wide Area Network (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. В зависимости от этого глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

В состав сети в общем случае включается следующие элементы:

  • сетевые компьютеры (оснащенные сетевым адаптером);

  • каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.);

  • различного рода преобразователи сигналов;

  • сетевое оборудование.

Различают два понятия сети: коммуникационная сеть и информационная сеть (рис. 1.1).

Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных, также она выполняет задачи, связанные с преобразованием данных. Коммуникационные сети различаются по типу используемых физических средств соединения.

Информационная сеть предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем. На базе коммуникационной сети может быть построена группа информационных сетей:

Под информационной системой следует понимать систему, которая является поставщиком или потребителем информации.

Рис. 1.1 Информационные и коммуникационные сети

Компьютерная сеть состоит из информационных систем и каналов связи.

Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. В состав информационной системы входят: компьютеры, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных. В дальнейшем информационная система, предназначенная для решения задач пользователя, будет называться – рабочая станция (client). Рабочая станция в сети отличается от обычного персонального компьютера (ПК) наличием сетевой карты (сетевого адаптера), канала для передачи данных и сетевого программного обеспечения.

Под каналом связи следует понимать путь или средство, по которому передаются сигналы. Средство передачи сигналов называют абонентским, или физическим, каналом.

Каналы связи (datalink) создаются по линиям связи при помощи сетевого оборудования и физических средств связи. Физические средства связи построены на основе витых пар, коаксиальных кабелей, оптических каналов или эфира. Между взаимодействующими информационными системами через физические каналы коммуникационной сети и узлы коммутации устанавливаются логические каналы.

Логический канал – это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах. Логический канал можно охарактеризовать, как маршрут, проложенный через физические каналы и узлы коммутации.

Информация в сети передается блоками данных по процедурам обмена между объектами. Эти процедуры называют протоколами передачи данных.

Протокол – это совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами.

Загрузка сети характеризуется параметром, называемым трафиком. Трафик (traffic) – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение в выбранных точках сети числа проходящих блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду.

Существенное влияние на характеристику сети оказывает метод доступа. Метод доступа – это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать канал связи и как управлять доступом к каналу связи (кабелю).

В сети все рабочие станции физически соединены между собою каналами связи по определенной структуре, называемой топологией. Топология – это описание физических соединений в сети, указывающее какие рабочие станции могут связываться между собой. Тип топологии определяет производительность, работоспособность и надежность эксплуатации рабочих станций, а также время обращения к файловому серверу. В зависимости от топологии сети используется тот или иной метод доступа.

Состав основных элементов в сети зависит от ее архитектуры. Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети. Она предусматривает логическую, функциональную и физическую организацию технических и программных средств сети. Архитектура определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

В основном выделяют три вида архитектур: архитектура терминал – главный компьютер, архитектура клиент – сервер и одноранговая архитектура.

Современные сети можно классифицировать по различным признакам: по удаленности компьютеров, топологии, назначению, перечню предоставляемых услуг, принципам управления (централизованные и децентрализованные), методам коммутации, методам доступа, видам среды передачи, скоростям передачи данных и т. д. Все эти понятия будут рассмотрены более подробно при дальнейшем изучении курса.

Тема 2.Преимущества использования сетей

Компьютерные сети представляют собой вариант сотрудничества людей и компьютеров, обеспечивающего ускорение доставки и обработки информации. Объединять компьютеры в сети начали более 30 лет назад. Когда возможности компьютеров выросли и ПК стали доступны каждому, развитие сетей значительно ускорилось.

Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации рис. 1.2.

Рис. 1.2 Использование периферийного оборудования

С помощью сетей можно разделять ресурсы и информацию. Ниже перечислены основные задачи, которые решаются с помощью рабочей станции в сети, и которые трудно решить с помощью отдельного компьютера:

Компьютерная сеть позволит совместно использовать периферийные устройства, включая:

  • принтеры;

  • плоттеры;

  • дисковые накопители;

  • приводы CD-ROM;

  • дисководы;

  • стримеры;

  • сканеры;

  • факс-модемы;

Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы:

  • каталоги;

  • файлы;

  • прикладные программы;

  • игры;

  • базы данных;

  • текстовые процессоры.

Компьютерная сеть позволяет работать с многопользовательскими программами, обеспечивающими одновременный доступ всех пользователей к общим базам данных с блокировкой файлов и записей, обеспечивающей целостность данных. Любые программы, разработанные для стандартных ЛВС, можно использовать в других сетях.

Совместное использование ресурсов обеспечит существенную экономию средств и времени. Например, можно коллективно использовать один лазерный принтер вместо покупки принтера каждому сотруднику или беготни с дискетами к единственному принтеру при отсутствии сети.

Организация электронной почты. Можно использовать ЛВС как почтовую службу и рассылать служебные записки, доклады и сообщения другим пользователям.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Курс лекции по предмету вычислительные комплексы системы и сети алматы 2009

    Лекция
    ... курс «Вычислительные комплексы системы и связи». Оглавление Введение 8 Лекция 1. Обзор и архитектура вычислительных сетей ... [5], [22], [28], [30], [31],[32]. «Курслекцийпокомпьютернымсетям» предназначен для курсантов, студентов и преподавателей ...
  2. КУРС ЛЕКЦИЙ по работе в программе 1С

    Курс лекций
    ... КУРСЛЕКЦИЙпо работе в программе 1С:Предприятие Разработаны преподавателем Нечаевой И.В. Предмет ИТвПД оглавление ... сегодня – это преимущественно компьютерный учет. Существует очень ... на широкую партнерскую сеть (франчайзинг) обеспечивает качественное ...
  3. Лекция 1 Обзор и архитектура вычислительных сетей 8

    Лекция
    1 Оглавление Введение 6 Лекция 1. Обзор и архитектура вычислительных сетей 8 Тема 1. Основные определения и термины 8 ... на 1999 г. Наталья Николаевна Жеретинцева КурслекцийпокомпьютернымсетямКомпьютерная верстка Н.Н. Жеретинцевой Лицензия ЛР № ...
  4. Оглавление 1 рабочая программа дисциплины 2 содержание курса лекций по дисциплине

    Методические указания
    ... 2012 г. ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Рабочая программа дисциплины 2. Содержание курсалекцийпо дисциплине: Тема ... локализацию рецепторов. Метод компьютерной томографии, в частности ... есть тончайшая сеть структур, – эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум ...
  5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ САПР Курс лекций дисциплины «Компьютерные технологии и САПР» для студентов специальностей 120500

    Литература
    ... ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ САПР: Курслекций дисциплины «Компьютерные технологии и САПР в ... занимает 5 Кб. Ог­лавление такого архива доступно для ... - локальных сетей, в которой узлы сгруппированы не по территориальному, а по функциональному признаку ...

Другие похожие документы..