кафедра ЮНЕСКО по НИТ1 Курс «Компьютерные сети» Лекция 1 Принципы построения сетей

кафедра ЮНЕСКО по НИТ2 Литература В.Г. Олифер, Н.А. Олифер «Компьютерные сети» Таненбаум «Компьютерные сети»

кафедра ЮНЕСКО по НИТ3 Содержание Предпосылки возникновения сетей Организация вычислительных сетей Системы передачи данных (СПД) Абонентские машины, шлюзы и мосты Классификация сетей ЭВМ Сетевое программное обеспечение Модель OSI Эталонная модель TCP/IP

кафедра ЮНЕСКО по НИТ4 Предпосылки возникновения сетей Появляются телефонные сети всемирного масштаба, телевизионные сети, радио сети, взрывное развитие вычислительной техники, появляются спутники связи. Появление телефонных (1878) и радио (1905) сетей существенно изменили технологии сбора и передачи информации. Возможности компьютеров, их размеры, технические характеристики растут с фантастической скоростью. Слияние компьютеров со средствами передачи данных коренным образом изменило представление об организации вычислительных систем.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ5 Сети и распределенные системы Сеть ЭВМ - множество соединенных между собой автономных машин. Кто инициирует передачу информации? В сети – пользователь. В распределенной системе - система.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ6 Организация вычислительных сетей терминалы, абонентские машины (host) система передачи данных Хост Маршрутизатор Подсеть

кафедра ЮНЕСКО по НИТ7 Системы передачи данных (СПД) Система передачи данных обеспечивает передачу данных между абонентскими машинами в сети Каналы передачи данных - это линии связи самой различной природы (телефонные линии, коаксиальный кабель; волоконно-оптический кабель)

кафедра ЮНЕСКО по НИТ8 Типы коммутации Коммутация каналов Коммутация пакетов

кафедра ЮНЕСКО по НИТ9 Типы коммутации: коммутация каналов Управление потоком в реальном времени, сохраняется порядок данных, огромный опыт создания и хорошо развитая инфраструктура. Очень неэффективное использование ресурсов, низкая надежность, медленное установление соединения.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ10 Типы коммутации: коммутация пакетов Высокая скорость установления соединения (передатчик сразу начинает передачу) Низкий уровень ошибок в канале, надежность, рациональное использование ресурсов, сильная зависимость времени передачи от загрузки сети.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ11 Топология соединения маршрутизаторов Звезда Кольцо Дерево Пересекающиеся кольца Нерегулярное соединение

кафедра ЮНЕСКО по НИТ12 Средства сопряжения СПД Мост соединяет две однородных СПД Шлюз - две разных по архитектуре СПД Шлюз - машина с надлежащим программным обеспечением, обеспечивающая связь между сетями и необходимое форматирование передаваемых данных

кафедра ЮНЕСКО по НИТ13 Классификация сетей ЭВМ (технология передачи) два основных типа технологий передачи: вещание (от одного ко многим) точка-точка

кафедра ЮНЕСКО по НИТ14 Классификация сетей ЭВМ (масштаб) потоковая машина (плата) многомашинный комплекс (система) локальная сеть (комната, здание, комплекс) городская сеть (город) региональная сеть (страна, континент) Internet (планета)

кафедра ЮНЕСКО по НИТ15 Локальная вычислительная сеть (ЛВС) LAN - Local Area Network размер способ передачи данных топология Хост Кабель Схемы локальной сети Шина Кольцо

кафедра ЮНЕСКО по НИТ16 Глобальная сеть (WAN - Wide Area Network) Глобальная вычислительная сеть объединяет территориально расположенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, характерных для локальных сетей.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ17 Городская вычислительная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) Охватывает несколько зданий в пределах одного города либо город целиком. Как правило поддерживает передачу как данных, так и голоса. Иногда объединяется с кабельной телевизионной сетью.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ18 Отличия локальных сетей от глобальных Протяженность, качество и способ прокладки линий связи Сложность методов передачи и оборудования Скорость обмена данными Разнообразие Оперативность выполнения запросов Масштабируемость

кафедра ЮНЕСКО по НИТ19 Сетевое программное обеспечение иерархия протоколов Узел АУзел В 4А 3А 2А 1А 4В 3В 2В 1В Физическая среда передачи данных Протокол 4А – 4В Протокол 3А – 3В Протокол 2А – 2В Протокол 1А – 1В Интерфейс 3В – 4В Интерфейс 2В – 3В Интерфейс 1В – 2В

кафедра ЮНЕСКО по НИТ20 Многоуровневое взаимодействие Пример Предприятие А Предприятие В Протокол взаимодействия директоров Протокол взаимодействия секретарей Интерфейс директора с секретарем

кафедра ЮНЕСКО по НИТ21 Информационные потоки Пример Уровень C CH4H4C2H3C1H3H4 C1 H3H4H2B2 C2 H2H3B2 хост источникхост получатель C CH4H4C2H3C1H3H4 C1 H3H4H2B2 C2 H2H3B2 Протокол 5 Протокол 4 Протокол 3 Протокол 2

кафедра ЮНЕСКО по НИТ22 Соотношение между уровнями протокола Уровень N+1 Уровень N Интерфейс SAP - точка доступа к сервису IDU - интерфейсная единица данных SDU – сервисная единица данных PDU – единица данных протокола ICI – интерфейс управления информацией N-PDU заголовок

кафедра ЮНЕСКО по НИТ23 Сервис с соединением и сервис без соединения Сервис с соединением предполагает, что между получателем и отправителем сначала устанавливается соединение, и только потом доставляется сервис. Сервис без соединения действует подобно почтовой службе. Каждое сообщение имеет адрес получателя. В надлежащих точках оно маршрутизируется по нужному маршруту независимо от других сообщений.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ24 Классы примитивов сервиса примитивзначение ЗапросВ сеть выпускается пакет УказаниеУказание на установление соединения ОтветОтвет на готовность работать подтверждениеЧего следует ожидать от запроса

кафедра ЮНЕСКО по НИТ25 Взаимодействия между уровнями Пример: звонок Уровень N+1 Уровень N 1 Уровень N+1 Уровень N время

кафедра ЮНЕСКО по НИТ26 Модель OSI

кафедра ЮНЕСКО по НИТ27 Физический уровень отвечает за передачу последовательности битов через канал связи. На этом уровне решают такие вопросы: каким напряжением надо представлять 1, а каким - 0; сколько микросекунд тратится на передачу одного бита; следует ли поддерживать передачу данных в обоих направлениях одновременно; как устанавливается начальное соединение и как оно разрывается; каково количество контактов на сетевом разъеме, для чего используется каждый контакт.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ28 Канальный уровень Задача канального уровня - превратить несовершенную среду передачи данных в надежный канал, свободный от ошибок передачи. Эта задача решается разбиением данных отправителя на фреймы – кадры (обычно от нескольких сотен до нескольких тысяч байтов), передачей фреймов последовательно и обработкой фреймов уведомления, поступающих от получателя.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ29 Сетевой уровень отвечает за функционирование подсети. Основной проблемой здесь является как маршрутизировать пакеты от отправителя к получателю.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ30 Транспортный уровень принять данные с сеансового уровня, разделить, если надо, на более мелкие единицы, передать на сетевой уровень и позаботиться, чтобы все они дошли в целостности до адресата

кафедра ЮНЕСКО по НИТ31 Сеансовый уровень позволяет пользователям на разных машинах устанавливать сеансы. Сеанс позволяет передавать данные и создавать потоки данных. Потоки данных могут быть разрешены в обоих направлениях одновременно, либо поочередно в одном направлении. Сервис на сеансовом уровне будет управлять направлением передачи.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ32 Представительный уровень решает проблемы семантики и синтаксиса передаваемой информации. Пример: услуги на этом уровне - унифицированная кодировка данных.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ33 Прикладной уровень обеспечивает нужные часто используемые протоколы.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ34 Сетезависимые и сетенезависимые уровни Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой являются сетезависимыми верхних уровня – прикладной, представительный и сеансовый ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети, т.е. являются сетенезависимыми Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ35 Сетезависимые и сетенезависимые уровни

кафедра ЮНЕСКО по НИТ36 Сетевое оборудование

кафедра ЮНЕСКО по НИТ37 Эталонная модель TCP/IP TCP - протокол управления передачей (Transmission Control Protocol) IP - межсетевой протокол (Internet Protocol). ТСР обеспечивает надежную передачу данных с помощью метода, известного как Passive Acknowledgement with Re- transmission (пассивное подтверждение приема с повторной передачей – PAR).

кафедра ЮНЕСКО по НИТ38 Эталонная модель TCP/IP Межсетевой уровень (IP) Транспортный уровень (TCP, UDP)

кафедра ЮНЕСКО по НИТ39 прикладной уровень виртуальный терминал - TELNET, передача файлов - FTP, электронная почта - SMTP служба имен домена - DNS (Domain Name Service) передача новостей - NNTP, работа с гипертекстовыми документами во всемирной паутине (WWW) - HTTP