Компьютерные сети - Курс лекций

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. Основные термины и определения в лекциях взяты из справочника Якубайтиса "Информационные сети и системы" [1]. Во второй лекции объясняется передача данных в сети на основе семиуровневой базовой эталонной модели связи открытых систем (OSI). В четвертой лекции дается понятие топологии, приводятся виды топологий, их достоинства и недостатки, здесь же описаны методы доступа к каналу связи и их использование.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. На базе коммуникационной сети может быть построена группа информационных сетей: Под информационной системой следует понимать систему, которая является поставщиком или потребителем информации. Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. Рабочая станция в сети отличается от обычного персонального компьютера (ПК) наличием сетевой карты (сетевого адаптера), канала для передачи данных и сетевого программного обеспечения.Компьютерные сети представляют собой вариант сотрудничества людей и компьютеров, обеспечивающего ускорение доставки и обработки информации. Объединять компьютеры в сети начали более 30 лет назад. Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации рис. 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;Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, описывает методы кодирования.Архитектура терминал - главный компьютер (terminal - host computer architecture) - это концепция информационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компьютеров. Рассматриваемая архитектура предполагает два типа оборудования: - Главный компьютер, где осуществляется управление сетью, хранение и обработка данных.Одноранговая архитектура (peer-to-peer architecture) - это концепция информационной сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. К одноранговым сетям относятся малые сети, где любая рабочая станция может выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей станции. Чтобы ресурс стал общим, его необходимо отдать в общее пользование, используя службы удаленного доступа сетевых одноранговых операционных систем. Они на компьютере требуют, кроме сетевой карты и сетевого носителя, только операционной системы Windows 95 или Windows for Workgroups. При соединении компьютеров, пользователи могут предоставлять ресурсы и информацию в совместное пользование.Архитектура клиент - сервер (client-server architecture) - это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов (рис. После выполнения каждого задания сервер посылает полученные результаты клиенту, пославшему это задание. Сервисная функция в архитектуре клиент - сервер описывается комплексом прикладных программ, в соответствии с которым выполняются разнообразные прикладные процессы. В современной клиент - серверной архитектуре выделяется четыре группы объектов: клиенты, серверы, данные и сетевые службы. Сети клиент - серверной архитектуры имеют следующие преимущества: - позволяют организовывать сети с большим количеством рабочих станций;На каждом уровне к пакету добавляется управляющая информация данного уровня (заголовок), которая необходима для успешной передачи данных по сети, как это показано на рис. На каждом уровне протокол этого уровня читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Прикладной уровень обеспечивает прикладным процессам средства доступа к области взаимодействия, является верхним (седьмым) уровнем и непосредственно примыкает к прикладным процессам. Кроме этого, прикладной уровень передает прикладным процессам сервис, предоставляемый физическим, канальным, сетевым, транспортным, сеансовым и представительским уровнями. Этот уровень обеспечивает то, что информаци

Оглавление

Введение

Лекция 1. Обзор и архитектура вычислительных сетей

1.1 Основные определения и термины

1.2 Преимущества использования сетей

1.3 Архитектура сетей

1.3.1 Архитектура терминал - главный компьютер

1.3.2 Одноранговая архитектура

1.3.3 Архитектура клиент - сервер

1.3.4 Выбор архитектуры сети

Вопросы к лекции

Лекция 2. Семиуровневая модель OSI

2.1 Взаимодействие уровней модели OSI

2.2 Прикладной уровень (Application layer)

2.3 Уровень представления данных (Presentation layer)

2.4 Сеансовый уровень (Session layer)

2.5 Транспортный уровень (Transport Layer)

2.6 Сетевой уровень (Network Layer)

2.7 Канальный уровень (Data Link)

2.8 Физический уровень (Physical Layer)

2.9 Сетезависимые протоколы

2.10 Стеки коммуникационных протоколов

Вопросы

Лекция 3. Стандарты и стеки протоколов

3.1 Спецификации стандартов

3.2 Протоколы и стеки протоколов

3.3 Стек OSI

3.4 Архитектура стека протоколов Microsoft TCP/IP

3.4.1 Уровень Приложения

3.4.2 Уровень транспорта

3.4.3 Протокол управления передачей (TCP)

3.4.4 Пользовательский протокол дейтаграмм (UDP)

3.4.5 Межсетевой уровень

3.4.6 Протокол Интернета IP

3.4.7 Адресация в IP-сетях

3.4.8 Протоколы сопоставления адреса ARP и RARP

3.4.9 Протокол ICMP

3.4.10 Протокол IGMP

3.4.11 NDIS

3.4.12 Уровень сетевого интерфейса

Вопросы

Лекция 4. Топология вычислительной сети и методы доступа

4.4 Топология вычислительной сети

4.2 Методы доступа

Вопросы

Лекция 5. ЛВС и компоненты ЛВС

5.1 Основные компоненты

5.2 Рабочие станции

5.3 Сетевые адаптеры

5.4 Файловые серверы

5.5 Сетевые операционные системы

5.6 Сетевое программное обеспечение

5.7 Защита данных

5.8 Использование паролей и ограничение доступа

5.9 Типовой состав оборудования локальной сети

Вопросы

Лекция 6. Физическая среда передачи данных

6.1 Кабели связи, линии связи, каналы связи

6.2 Типы кабелей и структурированные кабельные системы

6.3 Кабельные системы

6.4 Типы кабелей

6.5 Кабельные системы Ethernet

6.6 Беспроводные технологии

Вопросы

Лекция 7. Сетевые операционные системы

7.1 Структура сетевой операционной системы

7.2 Одноранговые NOS и NOS с выделенными серверами

7.3 NOS для сетей масштаба предприятия

7.4 Сетевые ОС NETWARE фирмы Novell

7.5 Семейство сетевых ОС Windows NT

7.6 Семейство ОС UNIX

7.7 Обзор Системы Linux

Вопросы

Лекция 8. Требования, предъявляемые к сетям

8.1 Производительность

8.2 Надежность и безопасность

8.3 Прозрачность

8.4 Поддержка разных видов трафика

8.5 Управляемость

Вопросы

Лекция 9. Сетевое оборудование

9.1 Сетевые адаптеры, или NIC (Network Interface Card)