Компьютерные сети Сидоренко Анна Феликсовна Куликова Ольга Владимировна Майоров Вадим Евгеньевич

Классификация сетей Локальные вычислительные сети ЛВС: -сосредоточены на территории 1 – 2 км; -использование высококачественных линий cвязи; -высокие скорости обмена данными. Глобальные вычислительные сети ГВС: -расстояние в сотни и тысячи километров; -использование уже существующих линий связи; -более низкие скорости передачи данных.

Одноранговые сети и сети на основе сервера

Одноранговая сеть 1.Не более десятка компьютеров 2.Все компьютеры равноправны 3.Нет системного администратора 4.Децентрализованное управление 5.Низкая защита данных 6.Ресурсы расположены на рабочих станциях

Сеть на основе сервера 1.Объединены тысячи компьютеров 2.Один или несколько серверов обслуживают рабочие станции 3.Назначается системный администратор 4.Централизованное управление 5.Надежная защита данных 6.Ресурсы расположены централизованно

Комбинированные сети Совмещает лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе выделенного сервера

Сетевой кабель 1.коаксиальный кабель (coaxial cable) 2.витая пара (twisted pair): -неэкранированная (unshielded) -экранированная (shielded) 3.оптоволоконный кабель (fiber optic)

Коаксиальный кабель

Жила

Типы Коаксиального кабеля

Классы коаксиальных кабелей

Трансиверы Подключение толстого коаксиала

Подключение трансивера к толстому коаксиальному кабелю

Подключение тонкого коаксиального кабеля BNC-коннектор BNC Т-коннектор BNC баррел-коннектор BNC-терминатор

BNC-коннектор

BNC Т-коннектор

BNC баррел-коннектор

BNC-терминатор

Трансивер для подключения тонкого коаксиального кабеля

Витая пара (twisted pair) экранированная (shielded – STP) витая пара неэкранированная (unshielded – UTP) витая пара

Неэкранированная витая пара: Одна или несколько пар изолированных медных проводов

5 категорий неэкранированной витой пары 1.Категория – телефонный кабель 2.Категория – 4 Мбит/с, 4 витые пары 3.Категория – 10 Мбит/с, 4 в.п., 9 витков/м 4.Категория – 16 Мбит/с, 4 витые пары 5.Категория – 100 Мбит/с

Перекрестные помехи

Экранированная витая пара: Пары проводов помещены в медную оплетку, обеспечивающую надежную защиту от помех

Оборудование для подключения витой пары Вилка и гнездо RJ-45

Трансивер для подключения витой пары

Оптоволоконный кабель

Многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления

Многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления

Одномодовое волокно

Сетевые адаптеры

Выбор трансивера

Разъем для подключения BNC-коннектора

Разъем для подключения 15-контактного AUI

Разъем RJ-45

Адресация компьютеров Физический адрес (МАС – адрес): е24а8 Сетевой адрес (IP – адрес): Символьный адрес (DNS – адрес): ftp-arch1.ucl.ac.uk

Структура IР-адреса

Диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей КлассMin адресMax адрес А В С D Е

Маски в IP-сетях Используются в паре с IP-адресом Содержат единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер сети

Маски стандартных классов сетей Класс А ( ) Класс В ( ) Класс С ( )

Маска делает систему адресации более гибкой Согласно классам: – класс В: где номер сети – номер узла – Согласно маске : номер сети – номер узла –

Распространенные протоколы локальный сетей TCP/IP; NetBEUI; X.25; Xerox Network System (XNS TM ); IPX/SPX и NWLink; APPC; Aplle Talk; набор протоколов OSI; DECnet.

Установка и удаление протокола в Windows NT Server

Простейшие сетевые коммуникационные устройства: повторитель концентратор (repeator) (concentrator) или хаб (hub)

Повторитель позволяет увеличить длину сети Ethernet

Затухание сигнала приводит к ухудшению его качества Повторитель соединяет отрезки кабеля и усиливает сигнал

Повторители могут соединять различные типы носителя

Концентратор – центральный элемент в топологии «звезда»

Концентратор отключает некорректно работающие порты

Концентраторы бывают: активные -регенерируют и передают сигналы; -подключение к сети. пассивные -работают как узлы коммутации; -не надо подключать к сети. гибридные -подсоединение кабелей различных типов.

Гибридный концентратор

Топология простейшей сети

Физическая и логическая структуризация сети

Полносвязная топология – а

Ячеистая топология – б

«Общая шина» – в

Топология «звезда» – г

Сеть из нескольких концентраторов – д

Топология «кольцо» – е

Смешанная топология

Сетевые коммуникационные устройства: коммутатор (switch, switching hub) мост (bridge) маршрутизатор (router) шлюз (gateway)

Коммутатор (switch, switching hub)

Принцип работы коммутатора

Мост (bridge)

Принцип работы моста

Маршрутизатор (router)

Принцип работы маршрутизатора

Шлюз (gateway)

Принцип работы шлюза

7 уровней модели OSI

Стандартные технологии объединения компьютеров в сеть 1.Ethernet ( 10Base-5,2,T,F ) 2.Fast Ethernet 3.Gigabit Ethernet 4.Token Ring 5.FDDI 6.100VGAny-LAN

Различные модификации технологии Ethernet

Характеристики технологии Ethernet метод доступа – метод случайного доступа CSMA/CD топология сети – логическая «общая шина»/«звезда» форматы кадров технологии – 802.3/LLC, Raw 802.3, Ethernet DIX, Ethernet SNAP скорость передачи данных – 10 Мбит/с спецификации физической среды – толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно

Fast Ethernet и Gigabit Ethernet 1980 – Ethernet (802.3) 1995 – Fast Ethernet (802.3u) 1998 – Gigabit Ethernet (802.3z)

«Общая шина»

Метод случайного доступа CSMA/CD

Возникновение и распространение коллизии Две станции А и В t p – задержка распростране ния сигнала между А и В

Условия распознавания коллизии в сетях Ethernet Min длина поля данных кадра > 46 байт Мах расстояние между двумя станциями: -Ethernet, 10 Мбит/с – 2500 м -Fast Ethernet, 100 Мбит/с – 210 м -Gigabit Ethernet, 1000 Мбит/с – 25 м Не более 1024 узлов

Форматы кадров Ethernet

Поддержка кадров Ethernet популярных протоколов ** Тип кадраСетевые протоколы Ethernet_IIIPX, IP, AppleTalk Phase I Ethernet 802.3IPX Ethernet 802.2IPX, FTAM Ethernet_SNAPIPX, IP, AppleTalk Phase II

Модификации Ethernet

Технология 10Base-5

Характеристики 10Base-5 Толстый коаксиальный кабель Мах длина сегмента 500 м (без повторителей) Min расстояние между станциями – 1 м Мах количество станций на сегменте – 100 узлов

Правило «5-4-3»

Вариант расширенного применения Ethernet стандарта 10Base-5

Технология 10Base-2

Характеристики 10Base-2 Тонкий коаксиальный кабель Мах длина сегмента 185 м (без повторителей) Мin расстояние между станциями – 1 м Мах количество станций на одном сегменте – 30 узлов

Вариант расширенного применения Ethernet стандарта 10Base-2

Технология 10Base-T

Характеристики 10Base-T UTP кабели категории 3, 4 или 5 Мах длина сегмента – 100 м Min длина кабельного сегмента – 2,5 м Max количество компьютеров, подключенных ко всем концентраторам ЛВС – 1024 правило «4-х хабов»

Правило «4-х хабов»

Вариант расширенного применения Ethernet стандарта 10Base-T

Спецификация 10Base-F и ее варианты FOIRL (расстояние до 1000 м) 10Base-FL (расстояние до 2000 м) 10Base-FB (расстояние до 2000 м)

Характеристики 10Base-F оптическое волокно Мах длина сегмента – 2000 м Мах расстояние между станциями сети – 2500 м Мах число станций в сегменте – 1024

Технология Fast Ethernet

Характеристики технологии Fast Ethernet метод доступа – случайный метод доступа CSMA/CD форматы кадров технологии – форматы кадров технологии Ethernet скорость передачи данных – 100 Мбит/с спецификации физической среды – витая пара, оптоволокно Мах длина сегмента – 100 м (2 км) (без повторителей) Правило одного/двух хабов

Технология Gigabit Ethernet

Характеристики технологии Gigabit Ethernet метод доступа – случайный метод доступа CSMA/CD форматы кадров технологии – форматы кадров технологии Ethernet скорость передачи данных – 1 Гбит/с спецификации физической среды – коаксиал, витая пара категории 5, оптоволокно Мах длина сегмента – от 25 до 5000 м

Технология Token Ring **

Характеристики Token Ring ** метод доступа – маркерный метод доступа топология сети – «звезда»/«кольцо» форматы кадров технологии – маркер, кадр данных, прерывающая последовательность скорость передачи данных – 4 и 16 Мбит/с спецификации физической среды – витая пара, оптоволокно Мах длина сети – 4000 м (без мостов) Мах расстояние между узлами – 100 м Мах количество узлов – 260 (STP), 72 (UTP)

Маркерный метод доступа **

Формат кадров Token Ring **

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) **

Характеристики технологии FDDI ** метод доступа – близок методу маркерного доступа топология – двойное кольцо деревьев форматы кадров технологии – близок формату кадров Token Ring скорость передачи данных – 100 Мбит/с спецификации физической среды – волоконно- оптический кабель, UTP категории 5 Мах длина одного кольца – 100 км (без мостов) Мах количество узлов – 500 Мах расстояние между узлами – 2 км

Технология 100VGAny-LAN **

Характеристики технологии 100VGAny-LAN ** метод доступа – Demand Priority Топология – «звезда» форматы кадров технологии – кадры технологий Ethernet и Token Ring скорость передачи данных – 100 Мбит/с спецификации физической среды – UTP

Сетевые операционные системы Windows NT Server/Windows NT WorkStation Windows 2000 Server/Windows 2000 WorkStation Linux UNIX Novell Netware OS/2 IBM LAN Server 4.0

Структура СОС **

Взаимодействие компонентов операционной системы при взаимодействии компьютеров **

Безопасность сети

Права определяют тип доступа к ресурсу

Права группы