Компьютерные сети

Физика
Атомная энергетика
Оптика
Физические основы механики
Квантовая механика
Электротехника
Расчеты цепей постоянного тока
Расчет трехфазной цепи
Лабораторные работы
Исследование полупроводниковых выпрямителей
Закон Ома 
Расчет электрических цепей
Электрические машины переменного тока
Электронные усилители и генераторы
Трехфазные выпрямители
Энергетика
Электрические сети энергосистем России
Основы энергосбережения
Экологические проблемы энергетики
Концепция развития атомной энергетики
Ядерный реактор
Быстрые реакторы
Ядерное оружие
Начертательная геометрия
Аксонометрические проекции
Взаимопринадлежность геометрических фигур
Конические сечения
Метод проецирующих секущих плоскостей
Метрические задачи
Инженерная графика
Спецификация
Основная надпись
Обозначения графические материалов
Правила нанесения размеров
Сопряжение
Геометрические построения
Метод проекций
Позиционные задачи
Курс «Детали машин»
Решение метрических задач
Информатика
Компьютерные сети
Курс лекций по информатике
Служба имен доменов DNS
Электронная почта
Пересылка писем
Браузеры
Протокол ftp
XHTML
Повышение производительности
Беспроводные веб-технологий
Цифровая обработка звука
Интернет-радио
Видео
Прокладка оптоволоконного кабеля
История искусства
Романская и готическая архитектура
Архитектура ренессанса
Нотер-Дам-де-Пари
Архитектура Германии
Русское деревянное зодчество
Русское барокко
Русский классицизм
Математика
Курс высшей математики
Математическая логика
Предел и непрерывность функции
Непрерывность функции в точке
Вычислить производную функции
Вычислить интеграл
Метод замены переменной

 

Рассматриваемый в данном конспекте лекций материал — не о конкретной операционной системе и даже не о конкретном типе операционных систем. В нем операционные системы (ОС) рассматриваются с самых общих позиций, а описываемые фундаментальные концепции и принципы построения справедливы для большинства ОС.

Кабели и интерфейсы На самом нижнем уровне сетевых коммуникаций находится носитель, по которому передаются данные. В отношении передачи данных термин media (носитель, среда передачи данных) может включать в себя как кабельные, так и беспроводные технологии.

Обмен данных в сети Общие понятия. Протокол. Стек протоколов. Главная цель, которая преследуется при соединении компьютеров в сеть – это возможность использования ресурсов каждого компьютера всеми пользователями сети. Для того, чтобы реализовать эту возможность, компьютеры, подсоединенные к сети, должны иметь необходимые для этого средства взаимодействия с другими компьютерами сети.

Протоколы взаимодействия приложений и протоколы транспортной подсистемы

Сетевое оборудование и топологии Сетевые компоненты Существует множество сетевых устройств, которые можно использовать для создания, сегментирования и усовершенствования сети.

Типы сетевой топологии Под топологией сети понимается описание ее физического расположения, то есть то, как компьютеры соединены в сети друг с другом и с помощью каких устройств входят в физическую топологию.

Теоретические основы Интернета Ранние эксперименты по передаче и приему информации с помощью компьютеров начались еще в 50-х годах и имели лабораторный характер. Лишь в конце 60-х годов на средства Агентства Перспективных Разработок министерства обороны США была создана сеть национального масштаба. Она получила название ARPANET.

Служба World Wide Web (WWW) Безусловно, это самая популярная служба современного Интернета. Ее нередко отождествляют с Интернетом, хотя на самом деле это лишь одна из его многочисленных служб.

Служба передачи файлов (FTP) Необходимость в передаче файлов возникает, например, при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов (например, книг), а также при передаче архивных файлов, в которых запа­кованы большие объемы информации.

Понятие броузеров и их функции Документы Интернета предназначены для отображения в электронной форме, причем автор документа не знает, каковы возможности компью­тера, на котором документ будет отображаться. Поэтому язык HTML обеспечивает не столько форматирование документа, сколько описание его логической структуры. Форматирование и отображение документа на конкретном компьютере произво­дится специальной программой — броузером (от английского слова browser).

Отправка и получение сообщений Для работы с электронной почтой и телеконференциями обычно используют еди­ную программу, так как и в том и в другом случае речь идет об отправке и приеме сообщений.

Компьютерные сети, взаимодействие компьютеров, сетевые топологии и методы доступа к среде

Сервер — специально выделенный высокопроизводительный компьютер, оснащенный соответствующим программным обеспечением, централизованно управляющий работой сети и/или предоставляющий другим компьютерам сети свои ресурсы (файлы данных, накопители, принтер и т. д.).

Как компьютеры взаимодействуют в сети Рассмотрим принципы взаимодействия компьютеров в сети более подробно.

Сетевые топологии и способы доступа к среде передачи данных При организации компьютерной сети исключительно важным является выбор топологии, т.е. компоновки сетевых устройств и кабельной инфраструктуры. Нужно выбрать такую топологию, которая обеспечила бы надежную и эффективную работу сети, удобное управление потоками сетевых данных

Доступ к среде передачи С сетевой топологией тесно связано понятие способа доступа к среде передачи, под которым понимается набор правил, определяющих, как именно компьютеры должны отправлять и принимать данные по сети.

Линии связи и варианты сетевых технологий

Беспроводные сети Основные проблемы, характерные для всех проводных сетей, — их низкая мобильность, довольно большие капиталовложения в кабельную инфраструктуру и относительно малая дальность передачи сигнала. К беспроводным сетям это относится в меньшей степени, поэтому они все чаще входят в нашу жизнь. Хотя понятие «кабель» в беспроводных сетях отсутствует, среда передачи в них существует. Для беспроводной передачи данных используют несколько способов.

Архитектура 100VG-AnyLAN была разработана в 90-х гг. компаниями AT&T и Hewlett-Packard для объединения сетей Ethernet и Token Ring (отсюда слово «Any» в названии) и последующей миграции к единой скоростной сети.

Архитектура Ethernet фактически объединяет целый набор стандартов, имеющих как общие черты, так и отличия.

Выбор устройств связи и стека протоколов Проанализировав рассмотренные ранее сетевые архитектуры, понятно, что надо использовать сети технологии Ethernet (на базе «витой пары») и Wi-Fi. Будем считать, что кабельная инфраструктура уже готова — в нужных местах проложены кабели, смонтированы розетки и панели для подключения сетевых устройств. Теперь нужно выбрать устройства, которые позволят объединить компьютеры, серверы, ноутбуки и КПК в единую сеть.

Шлюзы Вообще говоря, под шлюзом обычно понимается любое устройство или программа, позволяющие объединять разнородные системы (например, существуют почтовые шлюзы, используемые для связи разных систем электронной почты).

Настройка взаимодействия между компьютерами

IP-адреса для локальных сетей Все используемые в Интернете адреса, как мы уже говорили, должны регистрироваться в IANA, что гарантирует их уникальность в масштабе всей планеты. Такие адреса называют реальными, или публичными (public) IP-адресами.

Назначение IP-адресов и проверка работоспособности TCP/IP Мы уже видели, насколько важной для взаимодействия компьютеров в сети TCP/IP является правильная настройка протокола IP. Поэтому важно обсудить, какими способами можно настраивать параметры IP на компьютерах и как быстро проверить работоспособность всей системы IP-адресации и маршрутизации.

Основы безопасности при работе в сетях В те времена, когда компьютеры не были объединены в сети или подключены к Интернету, о безопасности данных можно было особенно не заботиться. Достаточно было обеспечить физическую защиту компьютера и контролировать доступ посторонних пользователей к устройствам записи (например, к дисководам).

Глобальная сеть Интернет Теперь, когда сеть полностью настроена и защищена, можно подключить ее к Интернету. Но Интернет — это весьма агрессивная среда, так что настраивать соединение с ним без надежного обеспечения безопасности в локальной сети более чем рискованно. В этом разделе изучим основные способы доступа в Интернет (на физическом и канальном уровне), обсудим, как подобное подключение осуществляется на сетевом уровне и как решаются вопросы разрешения имен на сеансовом уровне. Вы узнаете также, какая служба в Интернете наиболее популярна, как она организована и какие программы прикладного уровня используются для работы с ней.

Доменная система имен (DNS) в Интернете Компьютеры в Интернете (узлы) используют для взаимодействия числовые IP-адреса, тогда как людям удобнее работать со словесными именами. Чтобы в сетевых приложениях можно было применять словесные имена, требуется механизм преобразования имен в IP-adpeca.

Средства общения и обмена данными. Правила поведения Ранее мы познакомились с Всемирной паутиной (WWW) — одним из основных информационных ресурсов, ради которого большинство пользователей и подключается к Интернету. Однако Интернет как глобальная среда передачи информации предоставляет и другие интересные возможности: электронную почту, обмен мгновенными сообщениями, обмен файлами и множество других.

Эффективность функционирования телекоммуникационных вычислительных сетей (ТВС) и перспективы их развития

Протокол PPP Point-to-Point Protocol предназначен для решения тех же задач, что и SLIP, но лишен многих его недостатков, он служит для передачи мультипротокольных дейтограмм от одного узла к другому. Сам по себе список RFC, приведенный выше, впечатляющ. Он говорит о том, что данный протокол относится к числу наиболее важных и широко используемых. Это и понятно, большинство региональных сетей строится с использованием соединений точка-точка. PPP поддерживает, как асинхронный режим с 8 битами данных без бита четности (согласуется со свойствами последовательного интерфейса, имеющегося практически на всех ЭВМ), так и побитовый синхронный режим.

В качестве примера можно рассмотреть процедуру подключения персональной ЭВМ к серверу через модем

В середине 60-годов в самый разгар холодной войны министерство обороны США планировало создать сеть для управления, которая бы помогла выжить в условиях ядерной войны. Стандартные телефонные сети считались недостаточно надежными, так как выход из строя одного из центральных коммутаторов может парализовать целый регион (телефонная сеть имеет древовидную топологию).

Интернет предоставляет все более широкий спектр услуг. Это и информационно-поисковые системы, телефония, аудио- и видеописьма, доставляемые за считанные секунды в любую точку мира (где имеется Интернет), и видеоконференции, электронные журналы, службы новостей, дистанционное обучение, банковские операции и многое, многое другое

Архитектура сетей Ethernet

Структура МАС-адреса

Нагрузочная способность сети

Интернет в Ethernet В Интернет не существует иерархии сетей. Локальная сеть на основе Ethernet, две ЭВМ, связанные через последовательный интерфейс, или общенациональная сеть страны - это все сети и по логике Интернет они все равны. Каждая сеть имеет свое имя и как минимум один IP-адрес. Имя привычнее для людей, адреса - для машин. Между именами и адресами существует строгое соответствие.

Во всех схемах IP-адресации адрес со всеми единицами в секции адрес ЭВМ (host) означает широковещательное обращение ко всем ЭВМ сети.

Протоколы маршрутизации (обзор, таблицы маршрутизации, вектор расстояния) Основная задача сетей - транспортировка информации от ЭВМ-отправителя к ЭВМ-получателю.

Метрики маршрутов Если адресат достижим более чем одним путем, маршрутизатор должен сделать выбор, этот выбор осуществляется на основании оценки маршрутов-кандидатов. Обычно каждому сегменту, составляющему маршрут, присваивается некоторая величина - оценка этого сегмента.

Опорные сети и автономные системы Одна из базовых идей маршрутизации заключается в том, чтобы сконцентрировать маршрутную информацию в ограниченном числе (в идеале в одном) узловых маршрутизаторов-диспетчеров. Эта замечательная идея ведет к заметному увеличению числа шагов при пересылке пакетов. Оптимизировать решение позволяет backbone (опорная сеть), к которой подключаются узловые маршрутизаторы. Любая AS подключается к backbone через узловой маршрутизатор.

Внешние и внутренние протоколы маршрутизации

Для взаимодействия маршрутизаторов используются внешние протоколы (EGP - Exterior Gateway Protocols). Одной из разновидностей EGP является протокол BGP

Маршрутизация для мобильных объектов В последнее время все больше людей обзаводятся компактными переносимыми ЭВМ, которые они берут с собой в деловые поездки, и хотели бы использовать в привычном режиме для работы в Интернет. Конечно, можно заставить модем дозвониться до вашего модемного пула в офисе, но это не всегда лучшее решение как по надежности так и по цене.

Внутренний протокол маршрутизации RIP

Протокол OSPF (алгоритм Дикстры)

Базовые особенности учета состояния канала Определяющими являются три характеристики: задержка, пропускная способность и надежность.

Коды типов состояния каналов

Коды типа сервиса

Формат описания внешних маршрутов

Протокол IGRP разработан фирмой CISCO для своих многопротокольных маршрутизаторов в середине 80-х годов. Хотя этот протокол и не является стандартным, я счел возможным включить его описание, так как маршрутизаторы этой фирмы относятся к наиболее массовым. IGRP представляет собой протокол, который позволяет большому числу маршрутизаторов координировать свою работу.

Для каждого типа канала используется свое стандартное значение комбинированной задержки.

Внешний протокол BGP

Разновидности кодов типа атрибута

Маршрутная база данных RIB Вся маршрутная информация хранится в специальной базе данных RIB (routing information base).

Метрика маршрута в BGP В BGP в качестве метрики используется число шагов до цели, и время распространения маршрутной информации велико, у разных маршрутизаторов может быть прописана разная маршрутная политика

Автономные системы Базовым элементом технологии Интернет является модуль IP. Его центральной частью является таблица маршрутов, используемая для принятия решения о направлении IP-пакета по тому или иному пути. Формат таблицы маршрутов задается используемым протоколом маршрутизации, а содержание - определяет администратор сети

Мультипротокольные расширения для BGP-4 BGP-4 транспортирует три типа данных, которые ориентированы на IPv4

Кодирование NLRI

Структура взаимодействия с серверами имен База имен является распределенной, так как нет такой ЭВМ, где бы хранилась вся эта информация. Как уже отмечалось имя содержит несколько полей (длиной не более 63 символов), разделенных точками. Имя может содержать не более 255 октетов, включая байт длины. Анализ имени производится справа налево. Самая правая секция имени характеризует страну (двухсимвольные национальные коды смотри в приложении), или характер организации образовательная, коммерческая, правительственная и т.д.).

Формат DNS-сообщений

Ресурсные записи

Физика, начертательная геометрия - лекции и примеры решения задач