Компьютерные системы и сети КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы, 2011/2012. - презентация

1 Компьютерные системы и сети КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы, 2011/2012

2 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация сетей: - по масштабу: локальные и глобальные (распределенные), городские… - по архитектуре: Ethernet, Arcnet, SDH, ATM,... - по топологии (физическая, логическая) : полносвязная, ячеистая, шина, звезда, кольцо, смешанная. - по проводящей среде: кабельные и безкабельные, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно, радиосвязь (радиорелейная, сотовая, спутниковая, WiFi, Bluetouch), инфракрасная, опто-воздушная, кабельное TV, силовая сеть. - по типу серверов (NW, Windows, Unix), - по способу обслуживания (одноранговые сети, «облако», grid-сети, …), - … Информационно-коммуникационные сети

3 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по организации и масштабу Локальные вычислительные сети (ЛВС, LAN), Распределенные сети (WAN), Глобальные сети Городские сети (MAN), Корпоративные сети, Сети операторов связи (провайдеры),

4 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети

5 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по архитектуре Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet), ArcNet, TokenRing, FrameRelay, FDDI, ATM, SDH (SONET), Архитектуры точка-точка (xDSL, V.90, др.) Архитектура сети определяет совокупность технических и программных средств, алгоритмов и технологий организации физического и канального уровня, позволяющих организовать передачу фреймов между узлами сети.

6 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети

7 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по топологии

8 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по топологии

9 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по топологии Логические конфигурации сетей – кольцо, звезда, шина, реализованные в топологии «Звезда»

10 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Электрический сигнал в медном кабеле Световой сигнал в волоконно-оптическом кабеле Электромагнитный сигнал в радиоэфире Световой сигнал в воздушном пространстве Классификация сетей по среде передачи, виды сигналов и физическая среда:

11 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Кабель «витая пара» Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair): Категория 1, 1 пара, полоса частот до 0,1 МГц), - телефонная связь; Категория 2 (UTP cat 2), 2 пары, полоса частот до 1 МГц - передача данных до 4 Мбит/с, телефонная связь; Категория 3 (UTP cat 3), 4 пары, полоса частот до 16 МГц - передача данных до 10 Мбит/с (100Мбит/с), телефонная связь; Категория 5 (UTP cat 5), 4 пары, полоса частот до 100 МГц - передача данных до 100 Мбит/с (1000 Мбит/с); Категория 5е (UTP cat 5е), 4 пары, полоса частот до 125 МГц - передача данных до 1000 Мбит/с; Категория 6 (UTP cat 6), 4 пары, полоса частот до 250 МГц - передача данных до 1000 Мбит/с; Категория 6а (UTP cat 6а), 4 пары, полоса частот до 500 МГц - передача данных до 10 Гбит/с;

12 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair): патч-корд (patch-cord) Разъем RJ-45

13 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair):

14 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair): Розетка RJ-45 (UTP)

15 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Кабель «витая пара» Экранированная витая пара (S/FTP- (Screened Fully Shielded Twisted Pair): Категория 7 (cat 7), 4 пары, полоса частот до 700 МГц - передача данных до 10 Гбит/с, передача видеосигнала.

16 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Коаксиальный кабель (coaxial)

17 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Виды оптических кабелей: Оптические разъемы: Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС): Одномодовое волокно: Многомодовое волокно: FCLC

18 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети

19 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Организация кабельных линий

20 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Организация кабельных линий

21 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация по способу организации совместного использования сетевых ресурсов. Одноранговая сеть

22 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация по способу организации совместного использования сетевых ресурсов. Сеть с выделенным сервером.

23 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Классификация по способу организации совместного использования сетевых ресурсов. Смешанная сеть.

24 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Гетерогенные сети

25 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Современные сети, как правило, строятся с использованием нескольких технологий. В состав больших сетей могут входить сегменты с различной архитектурой, различными серверными системами, различными клиентскими операционными системами. Такие сети называются гетерогенными. Мультисервисная сеть – сеть, которая используется не только для передачи данных, но и для телефонной связи, видеотрансляций и т.д.

26 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети

27 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Методы доступа к разделяемой среде

28 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Физический уровень выполняет передачу битов по физическим каналам, таким, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель. На этом уровне определяются характеристики физических сред передачи данных и параметров электрических сигналов. Канальный уровень обеспечивает передачу кадра данных между любыми узлами в локальных сетях или между двумя соседними узлами в распределенных сетях. В протоколах канального уровня заложена процедура передачи кадров между компьютерами и способы их адресации. Адреса, используемые на канальном уровне в локальных сетях, часто называют МАС-адресами.

29 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети На физическом уровне информация представляет собой поток битов. Задача физического уровня - доставить по среде передачи каждый бит информации без искажений. Функции физического уровня выполняются сетевыми адаптерами.

30 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Канальный уровень (data link layer) – обеспечивает «прозрачную» передачу пакетов сетевого уровня. Выполняет: Создание логического соединения между узлами ЛВС; Согласование параметров приемника и передатчика (скорость, формат и др.); Обеспечение надежной передачи кадров между узлами (обнаружение ошибок, коррекция ошибок, повторная передача). Пакеты данных, полученные от драйвера сетевого уровня, помещаются в один или несколько кадров (frame), состоящих из поля данных и заголовка. Размер кадра определяется особенностями архитектуры (Etnernet – байт, Token Ring -4500, ATM - 53 ). Протоколы канального уровня реализуются средствами сетевых адаптеров и их драйверов.

31 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Канальный уровень: LLC (Logical Link Control) - протокол (подуровень) управления логическим каналом. MAC (Media Access Control) – протокол (подуровень) управления доступом к среде.

32 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Технологии организации локальных сетей Технологии организации распределенных сетей

33 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Gigabit Ethernet Fast Ethernet xDSL RadioEthernet ATM, MPLS, SDH Ethernet FastEthernet xDSL PPP (V.90) VPN (Internet)

34 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Стандарты организации сетей: Международная организация по стандартизации (ISO ), Международный союз электросвязи (ITU), Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE 802.х ), Национальные стандарты (ГОСТ, СТБ, ANSI), Стандарты и спецификации специальных объединений (ISOC, RFC, IEC), Стандарты фирм (Cisco, IBM, …).

35 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Internetworking - объединение сетей; Logical Link Control, LLC - управление логической передачей данных; Ethernet с методом доступа CSMA/CD; Token Bus LAN - локальные сети с методом доступа Token Bus; Token Ring LAN - локальные сети с методом доступа Token Ring; Metropolitan Area Network, MAN - сети мегаполисов; Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по широкополосной передаче; Fiber Optic Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям; Integrated Voice and data Networks - интегрированные сети передачи голоса и данных; Network Security - сетевая безопасность; Wireless Networks - беспроводные сети; Demand Priority Access LAN, l00VG-AnyLAN - локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами; Wireless Personal Area Networks (PANs); Broadband Wireless Metropolitan Area Networks (MANs)

36 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети

37 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Доступ к разделяемой среде

38 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Метод доступа в канал – это правила, которые описывают, как устройства разделяют канал связи, обращаются к каналу и освобождают его.

39 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Алгоритмы управления доступом к среде: вероятностные Метод случайного доступа (соревнование) (Ethernet); детерминированные Метод маркерного доступа (Token Ring, FDDI, Acrnet) Поллинг (голосование) (Wi-Max).

40 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Схема возникновения коллизии в методе случайного доступа CSMA/CD (tp - задержка распространения сигнала между станциями A и B) метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

41 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Collision domain (область коллизий, коллизионный домен) Часть сети (сегмент), в котором станции используют общую среду передачи. При попытке одновременной передачи данных двумя или более станциями возникает конфликт (коллизия).

42 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети СЕГМЕНТАЦИЯ

43 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) множественный доступ с прослушиванием несущей и избежанием коллизий. Узел, готовый послать кадр, прослушивает линию. При отсутствии несущей он посылает короткий сигнал запроса на передачу (RTS) и определенное время ожидает ответа (CTS) от адресата назначения. При отсутствии ответа (коллизия) попытка передачи откладывается, при получении ответа в линию посылается кадр. При широковещательной передаче (запрос RTS содержит 255), ответ CTS не ожидается. Метод не позволяет полностью избежать коллизий, но они обрабатываются на вышестоящих уровнях протокола. (Apple LocalTalk, ).

44 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Для доступа к сетевой среде станция должна получить пакет- маркер (токен). Получив маркер, сетевое устройство может начать передачу данных, а завершив эту процедуру, устройство должно переслать маркер следующей сетевой станции. логическое кольцо Token ring FDDI

45 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Логическая шина (эстафетная передача)

46 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети поллинг (polling) опрос готовности, выполняемый ведущим устройством, и передачу права доступа в соответствии с определенным (установленным) регламентом, применяется в широкополосных беспроводных технологиях (WiMax)

47 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Модель обслуживания

48 ГрГУ им. Я.Купалы 2011/2012 Компьютерные системы и сети Ethernet – 30% Token Ring, FDDI – 60-70%

49 Компьютерные системы и сети Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я. Купалы, 2011/2012