textarchive.ru

Главная > Лекция


1

Оглавление

Введение 6

Лекция 1. Обзор и архитектура вычислительных сетей 8

Тема 1. Основные определения и термины 8

Тема 2. Преимущества использования сетей 10

Тема 3. Архитектура сетей 12

Архитектура терминал – главный компьютер 12

Одноранговая архитектура 13

Архитектура клиент – сервер 14

Выбор архитектуры сети 16

Вопросы к лекции 17

Лекция 2. Семиуровневая модель OSI 19

Тема 1. Взаимодействие уровней модели OSI 19

Тема 2. Прикладной уровень (Application layer) 22

Тема 3. Уровень представления данных (Presentation layer) 24

Тема 4. Сеансовый уровень (Session layer) 25

Тема 5. Транспортный уровень (Transport Layer) 26

Тема 6. Сетевой уровень (Network Layer) 27

Тема 7. Канальный уровень (Data Link) 29

Тема 8. Физический уровень (Physical Layer) 31

Тема 9. Сетезависимые протоколы 34

Тема 10. Стеки коммуникационных протоколов 34

Вопросы 35

Лекция 3. Стандарты и стеки протоколов 37

Тема 1. Спецификации стандартов 37

802.1 37

802.2 37

802.3 37

802.4 38

802.5 39

802.6 39

802.7 39

802.8 39

802.9 40

802.10 40

802.11 40

802.12 40

Тема 2. Протоколы и стеки протоколов 40

Сетевые протоколы 41

Транспортные протоколы 41

Прикладные протоколы 42

Тема 3. Стек OSI 42

Тема 4. Архитектура стека протоколов Microsoft TCP/IP 43

Уровень Приложения 44

Уровень транспорта 45

Протокол управления передачей (TCP) 46

Пользовательский протокол дейтаграмм (UDP) 46

Межсетевой уровень 46

Протокол Интернета IP 47

Адресация в IP-сетях 47

Протоколы сопоставления адреса ARP и RARP 48

Протокол ICMP 48

Протокол IGMP 49

NDIS 49

Уровень сетевого интерфейса 49

Вопросы 49

Лекция 4. Топология вычислительной сети и методы доступа 51

Тема 1. Топология вычислительной сети 51

Виды топологий 51

Общая шина 52

Кольцо 53

Звезда 53

Тема 2. Методы доступа 54

CSMA/CD 55

TPMA 56

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 68

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 87

Сети отделов 87

Сети кампусов 87

Корпоративные сети 88

Тема 4. Сетевые ОС NetWare фирмы Novell 89

Назначение ОС NetWare 89

Структурная схема OC 89

Сетевая файловая система 90

Основные сетевые возможности 90

Защита информации 91

Тема 5. Семейство сетевых ОС Windows NT 92

Структура Windows NT 92

Сетевые средства 93

Состав Windows NT 93

Свойства Windows NT 94

Области использования Windows NT 95

Тема 6. Семейство ОС UNIX 95

Программы 97

Ядро ОС UNIX 97

Файловая система 98

Принципы защиты 98

Идентификаторы пользователя и группы пользователей 99

Защита файлов 99

Тема 7. Обзор Системы Linux 99

Графический интерфейс пользователя 100

Работа с сетью 100

Сетевые файловые системы 101

Почта 101

Вопросы 101

Лекция 8. Требования, предъявляемые к сетям 103

Тема 1. Производительность 103

Тема 2. Надежность и безопасность 104

Тема 3. Прозрачность 105

Тема 4. Поддержка разных видов трафика 106

Тема 5. Управляемость 107

Управление эффективностью 107

Управление конфигурацией 108

Управление учетом использования ресурсов 108

Управление неисправностями 108

Управление защитой данных 109

Тема 6. Совместимость 109

Вопросы 110

Лекция 9. Сетевое оборудование 112

Тема 1. Сетевые адаптеры, или NIC (Network Interface Card). 112

Назначение. 112

Настройка сетевого адаптера и трансивера 112

Функции сетевых адаптеров 114

Базовый, или физический, адрес 115

Типы сетевых адаптеров 115

Тема 2. Повторители и концентраторы 117

Планирование сети с хабом 119

Преимущества концентратора 120

Тема 3. Мосты и коммутаторы 120

Различие между мостом и коммутатором 121

Коммутатор 123

Коммутатор локальной сети 124

Тема 4. Маршрутизатор 125

Различие между маршрутизаторами и мостами 125

Тема 5. Шлюзы 126

Вопросы 127

Русские термины 129

Английские термины 143

Английские сокращения 154

Литература 163

Введение

Курс лекций по компьютерным сетям базируется на программе «Основы сетевых технологий» В.Г. Олифер, Н.А. Олифер, размещенной по адресу /courses/f9101.html.

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.

Для подготовки курса проработан большой объем информации, расположенной на информационно-поисковых серверах Internet, и использовалась литература, приведенная в списке. Основные термины и определения в лекциях взяты из справочника Якубайтиса «Информационные сети и системы» [1].

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].

«Курс лекций по компьютерным сетям» предназначен для курсантов, студентов и преподавателей высших учебных заведений.

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
    ... 8 Лекция 1. Обзор и архитектуравычислительныхсетей 9 Тема 1. Основные определения и термины 9 Тема 2. Преимущества использования сетей 10 Тема 3. Архитектурасетей 11 Архитектура ...
  2. Курс лекции по компьютерным сетям оглавление

    Лекция
    Курс лекции по компьютерным сетям Оглавление Введение 8 Лекция 1. Обзор и архитектуравычислительныхсетей 10 Тема 1. Основные ... [31],[32]. Лекция 1.Обзор и архитектуравычислительныхсетей Тема 1.Основные определения и термины Сеть – это совокупность ...
  3. Лекция 1 принципы построения параллельных вычислительных систем пути достижения параллелизма

    Лекция
    ... созданию локальных и глобальных вычислительныхсетей и, конечно же, ... при анализе архитектурывычислительных систем ... вычислительного кластера. Обзор литературы Дополнительную информацию можно получить в [[2]], [[11]], [[20]], [[28]], [[31]]. ЛЕКЦИЯ ...
  4. Лекция 1 сетевые технологии

    Лекция
    ... вычислительнойсети определяет характеристики сети в целом и характеристики и функции входящих в нее основных компонентов. Архитектуравычислительнойсети ... СЕТИ. План лекции: 1. World Wide Web. Основные сведения о службе. 2. Web- cтраницы. 3. Обзор ...
  5. Лекция 1 сетевые технологии

    Лекция
    ... вычислительнойсети определяет характеристики сети в целом и характеристики и функции входящих в нее основных компонентов. Архитектуравычислительнойсети ... СЕТИ. План лекции: 1. World Wide Web. Основные сведения о службе. 2. Web- cтраницы. 3. Обзор ...

Другие похожие документы..