авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 30 |
-- [ Страница 1 ] --

С^ППТЕР

В. Олифер Н. Олифер

Компьютерные

сети

Принципы, технологии, протоколы

4-е издание

РЕКОМЕНДОВАНО

МИНИСТЕРСТВОМ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Р Ф

УЧЕБНИК

и

ДЛЯ ВУЗОВ

В. Олифер Н. Олифер

Компьютерные

сети

Принципы, технологии, протоколы

4-е издание Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Ф е д е р а ц и и в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению « И н ф о р м а т и к а и вычислительная техника»

и по специальностям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем».

[^ППТЕР* Москва • С а н к т - П е т е р б у р г • Н и ж н и й Новгород • Воронеж Ростов-на-Дону • Екатеринбург • С а м а р а • Новосибирск Киев • Харьков М и н с к ББК 32.973.202Я УДК 004.7(075) 0- Рецензенты:

Кафедра «Вычислительная техника» факультета «Вычислительные машины и системы»

Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (Технического университета);

Ю. А. Григорьев, д. т. н., профессор кафедры «Системы обработки информации и управления»

Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана;

Б. Ф. Прижуков, к. т. н., заместитель начальника ИВЦ ОАО «Московский междугородный и международный телефон»

Олифер В. Г., Олифер Н. А.

0 - 5 4 Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов.

4-е изд. — СПб.: Питер, 2010. — 944 е.: ил.

ISBN 978-5-49807-389- Новое издание одного из лучших российских учебников по сетевым технологиям можно считать юбилейным. Прошло ровно 10 лет с момента первой публикации книги «Компьютерные сети.

Принципы, технологии, протоколы». За это время книга приобрела широкую популярность в Рос сии, была издана на английском, испанском, португальском и китайском языках, и с каждым но вым изданием она существенно обновлялась. Не стало исключением и это, четвертое издание, в котором появилось много новых разделов, посвященных самым актуальным направлениям сете вых технологий.

Издание предназначено для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотели бы получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.

Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебно го пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Информа тика и вычислительная техника» и по специальностям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем».

ББК 32.973.202Я УДК 004.7(075) Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было фор ме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

©ООО «Лидер», ISBN 978-5-49807-389- Оглавление От авторов Для кого эта книга Изменения в четвертом издании Структура книги Веб-сайт поддержки книги Благодарности ЧАСТЬ I. ОСНОВЫ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Глава 1. Эволюция компьютерных сетей Два корня компьютерных сетей Вычислительная и телекоммуникационная технологии Системы пакетной обработки Многотерминальные системы — прообраз сети Первые компьютерные сети Первые глобальные сети Первые локальные сети Конвергенция сетей Сближение локальных и глобальных сетей Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей Выводы Вопросы и задания Глава 2. Общие принципы построения сетей Простейшая сеть из двух компьютеров Совместное использование ресурсов Сетевые интерфейсы Связь компьютера с периферийным устройством Обмен данными между двумя компьютерами Доступ к ПУ через сеть Сетевое программное обеспечение Сетевые службы и сервисы Сетевая операционная система Сетевые приложения Физическая передача данных по линиям связи Кодирование Характеристики физических каналов Проблемы связи нескольких компьютеров j... Топология физических связей Адресация узлов сети Коммутация Оглавление^ Обобщенная задача коммутации Определение информационных потоков Маршрутизация Продвижение данных Мультиплексирование и демультиплексирование Разделяемая среда передачи данных Типы коммутации Выводы Вопросы и задания Глава 3. Коммутация каналов и пакетов Коммутация каналов Элементарный канал Составной канал Неэффективность при передаче пульсирующего трафика Коммутация пакетов Буферизация пакетов Дейтаграммная передача Передача с установлением логического соединения Передача с установлением виртуального канала Сравнение сетей с коммутацией пакетов и каналов Транспортная аналогия для сетей с коммутацией пакетов и каналов Количественное сравнение задержек Ethernet — пример стандартной технологии с коммутацией пакетов Выводы Вопросы и задания Глава 4. Архитектура и стандартизация сетей Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия Многоуровневый подход Протокол и стек протоколов Модель OSI Общая характеристика модели OSI Физический уровень Канальный уровень Сетевой уровень Транспортный уровень Сеансовый уровень Уровень представления Прикладной уровень Модель OSI и сети с коммутацией каналов Стандартизация сетей Понятие открытой системы Источники стандартов Стандартизация Интернета Стандартные стеки коммуникационных протоколов Соответствие популярных стеков протоколов модели OSI Информационные и транспортные услуги Распределение протоколов по элементам сети Вспомогательные протоколы транспортной системы Выводы Вопросы и задания Глава 5. Примеры сетей Классификация компьютерных сетей Классификация компьютерных сетей в технологическом аспекте Другие аспекты классификации компьютерных сетей Оглавление ^ Обобщенная структура телекоммуникационной сети Сеть доступа Магистральная сеть Информационные центры Сети операторов связи Услуги Клиенты Инфраструктура Территория покрытия Взаимоотношения между операторами связи различного типа Корпоративные сети Сети отделов Сети зданий и кампусов Сети масштаба предприятия Интернет Уникальность Интернета Структура Интернета Классификация провайдеров Интернета по видам оказываемых услуг Выводы Вопросы и задания Глава 6. Сетевые характеристики Типы характеристик Субъективные оценки качества. Характеристики и требования к сети Временная шкала Соглашение об уровне обслуживания Производительность Идеальная сеть Статистические оценки характеристик сети Активные и пассивные измерения в сети Характеристики задержек пакетов Характеристики скорости передачи Надежность Характеристики потерь пакетов Доступность и отказоустойчивость Характеристики сети поставщика услуг Расширяемость и масштабируемость Управляемость Совместимость Выводы Вопросы и задания Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания Обзор методов обеспечения качества обслуживания Приложения и качество обслуживания Предсказуемость скорости передачи данных Чувствительность трафика к задержкам пакетов Чувствительность трафика к потерям и искажениям пакетов Классы приложений Анализ очередей Модель М/М/1 Очереди и различные классы трафика Техника управления очередями Очередь FIFO Приоритетное обслуживание Взвешенные очереди Комбинированные алгоритмы обслуживания очередей 6 Оглавление^ Механизмы кондиционирования трафика Классификация трафика Профилирование Формирование трафика Обратная связь Назначение Участники обратной связи Информация обратной связи Резервирование ресурсов Резервирование ресурсов и контроль допуска Обеспечение заданного уровня задержек Инжиниринг трафика Недостатки традиционных методов маршрутизации Методы инжиниринга трафика Инжиниринг трафика различных классов Работа в недогруженном режиме Выводы Вопросы и задания ЧАСТЬ II. ТЕХНОЛОГИИ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ Глава 8. Линии связи Классификация линий связи Первичные сети, линии и каналы связи Физическая среда передачи данных Аппаратура передачи данных Характеристики линий связи Спектральный анализ сигналов на линиях связи Затухание и волновое сопротивление Помехоустойчивость и достоверность Полоса пропускания и пропускная способность Биты и боды ч Соотношение полосы пропускания и пропускной способности Типы кабелей Экранированная и неэкранированная витая пара, Коаксиальный кабель ^ Волоконно-оптический кабель Структурированная кабельная система зданий Выводы If Вопросы и задания «ГС Глава 9. Кодирование и мультиплексирование данных Модуляция Модуляция при передаче аналоговых сигналов Модуляция при передаче дискретных сигналов Комбинированные методы модуляции Дискретизация аналоговых сигналов Методы кодирования Выбор способа кодирования Потенциальный код Биполярное кодирование AMI Потенциальный код NRZI Биполярный импульсный код ^ Манчестерский код ^ Потенциальный код Оглавление ^ Избыточный код 4В/5В Скремблирование Компрессия данных Обнаружение и коррекция ошибок Методы обнаружения ошибок Методы коррекции ошибок Мультиплексирование и коммутация Коммутация каналов на основе методов FDM и WDM Коммутация каналов на основе метода TDM Дуплексный режим работы канала Выводы Вопросы и задания Глава 10. Беспроводная передача данных Беспроводная среда передачи Преимущества беспроводных коммуникаций Беспроводная линия связи Диапазоны электромагнитного спектра Распространение электромагнитных волн Лицензирование Беспроводные системы Двухточечная связь Связь одного источника и нескольких приемников Связь нескольких источников и нескольких приемников Типы спутниковых систем Геостационарный спутник Средне- и низкоорбитальные спутники Технология широкополосного сигнала Расширение спектра скачкообразной перестройкой частоты Прямое последовательное расширение спектра Множественный доступ с кодовым разделением Выводы Вопросы и задания Глава 11. Первичные сети Сети PDH Иерархия скоростей 31'.

Методы мультиплексирования Синхронизация сетей PDH Ограничения технологии PDH Сети SONET/SDH Иерархия скоростей и методы мультиплексирования Типы оборудования Стек протоколов Кадры STM-N Типовые топологии Методы обеспечения живучести сети Новое поколение протоколов SDH Сети DWDM Принципы работы Волоконно-оптические усилители Типовые топологии Оптические мультиплексоры ввода-вывода Оптические кросс-коннекторы Оглавление^ Сети OTN Причины и цели создания Иерархия скоростей Стек протоколов OTN Кадр OTN Выравнивание скоростей Мультиплексирование блоков Коррекция ошибок Выводы Вопросы и задания ЧАСТЬ III. ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ Глава 12. Технологии локальных сетей на разделяемой среде Общая характеристика протоколов локальных сетей на разделяемой среде Стандартная топология и разделяемая среда Стандартизация протоколов локальных сетей Ethernet со скоростью 10 Мбит/с на разделяемой среде МАС-адреса Форматы кадров технологии Ethernet Доступ к среде и передача данных Возникновение коллизии Время оборота и распознавание коллизий Спецификации физической среды Максимальная производительность сети Ethernet Технологии Token Ring и FDDI Беспроводные локальные сети IEEE 802.11 Проблемы и области применения беспроводных локальных сетей Топологии локальных сетей стандарта 802.11 Стек протоколов IEEE 802.11 Распределенный режим доступа DCF Централизованный режим доступа PCF Безопасность Физические уровни стандарта 802.11 Персональные сети и технология Bluetooth Особенности персональных сетей Архитектура Bluetooth Стек протоколов Bluetooth Кадры Bluetooth Поиск и стыковка устройств Bluetooth Пример обмена данными в пикосети Новые свойства Bluetooth Выводы Вопросы и задания Глава 13. Коммутируемые сети Ethernet Мост как предшественник и функциональный аналог коммутатора Логическая структуризация сетей и мосты Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D Топологические ограничения при применении мостов в локальных сетях Коммутаторы Параллельная коммутация Дуплексный режим работы Неблокирующие коммутаторы Оглавление ^ Борьба с перегрузками Характеристики производительности коммутаторов Скоростные версии Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10G Ethernet Архитектура коммутаторов Конструктивное исполнение коммутаторов Выводы Вопросы и задания Глава 14. Интеллектуальные функции коммутаторов Алгоритм покрывающего дерева Классическая версия STP Версия RSTP Агрегирование линий связи в локальных сетях Транки и логические каналы Борьба с «размножением» пакетов Выбор порта Фильтрация трафика Виртуальные локальные сети Назначение виртуальных сетей Создание виртуальных сетей на базе одного коммутатора Создание виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов Альтернативные маршруты в виртуальных локальных сетях Качество обслуживания в виртуальных сетях Ограничения коммутаторов Выводы Вопросы и задания ЧАСТЬ IV. СЕТИ TCP/IP Глава 15. Адресация в стеке протоколов TCP/IP Стек протоколов TCP/IP Типы адресов стека TCP/IP Локальные адреса Сетевые IP-адреса Доменные имена Формат IP-адреса Классы IP-адресов Особые IP-адреса Использование масок при IP-адресации Порядок назначения IP-адресов Назначение адресов автономной сети Централизованное распределение адресов Адресация и технология CIDR Отображение IP-адресов на локальные адреса Протокол разрешения адресов Протокол Proxy-ARP Система DNS Плоские символьные имена Иерархические символьные имена Схема работы DNS Обратная зона Оглавление^ Протокол DHCP Режимы DHCP Алгоритм динамического назначения адресов Выводы Вопросы и задания Глава 16. Протокол межсетевого взаимодействия Формат IP-пакета Схема IP-маршрутизации Упрощенная таблица маршрутизации Таблицы маршрутизации конечных узлов Просмотр таблиц маршрутизации без масок Примеры таблиц маршрутизации разных форматов Источники и типы записей в таблице маршрутизации Пример IP-маршрутизации без масок Маршрутизация с использованием масок Структуризация сети масками одинаковой длины Просмотр таблиц маршрутизации с учетом масок Использование масок переменной длины Перекрытие адресных пространств CIDR Фрагментация IP-пакетов Параметры фрагментации Механизм фрагментации Выводы Вопросы и задания Глава 17. Базовые протоколы TCP/IP Протоколы транспортного уровня TCP и UDP Порты и сокеты Протокол UDP и UDP-дейтаграммы Протокол TCP и TCP-сегменты Логические соединения — основа надежности TCP Повторная передача и скользящее окно Реализация метода скользящего окна в протоколе TCP Управление потоком Общие свойства и классификация протоколов маршрутизации Протокол RIP Построение таблицы маршрутизации Адаптация маршрутизаторов RIP к изменениям состояния сети Пример зацикливания пакетов Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе RIP Протокол OSPF Два этапа построения таблицы маршрутизации Метрики Маршрутизация в неоднородных сетях Взаимодействие протоколов маршрутизации Внутренние и внешние шлюзовые протоколы Протокол BGP Протокол ICMP Утилита traceroute Утилита ping Выводы Вопросы и задания ^ Оглавление Глава 18. Дополнительные функции маршрутизаторов IP-сетей Фильтрация Фильтрация пользовательского трафика Фильтрация маршрутных объявлений Стандарты QoS в IP-сетях Модели качества обслуживания IntServ и DiffServ Алгоритм ведра маркеров Случайное раннее обнаружение Интегрированное обслуживание и протокол RSVP Дифференцированное обслуживание Трансляция сетевых адресов Причины подмены адресов Традиционная технология NAT Базовая трансляция сетевых адресов Трансляция сетевых адресов и портов Групповое вещание Стандартная модель группового вещания IP Адреса группового вещания Основные типы протоколов группового вещания Протокол IGMP Принципы маршрутизации трафика группового вещания Протокол DVMRP Протокол MOSPF Протокол PIM-SM IPv6 как развитие стека TCP/IP Система адресации протокола IPv6 Снижение нагрузки на маршрутизаторы Переход на версию IPv6 Маршрутизаторы Функции маршрутизаторов Классификация маршрутизаторов по областям применения Выводы Вопросы и задания ЧАСТЬ V. ТЕХНОЛОГИИ ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЕЙ Глава 19. Транспортные услуги и технологии глобальных сетей Базовые понятия Типы публичных услуг сетей операторов связи Многослойная сеть оператора связи Технология Frame Relay История стандарта Техника продвижения кадров Гарантии пропускной способности Технология ATM Ячейки ATM Виртуальные каналы ATM Категории услуг ATM Виртуальные частные сети IP в глобальных сетях Чистая IP-сеть Протокол HDLC Протокол РРР Использование выделенных линий IP-маршрутизаторами Работа IP-сети поверх сети ATM Оглавление^ Выводы Вопросы и задания Глава 20. Технология MPLS Базовые принципы и механизмы MPLS Совмещение коммутации и маршрутизации в одном устройстве Пути коммутации по меткам Заголовок MPLS и технологии канального уровня Стек меток Протокол LDP Мониторинг состояния путей LSP Тестирование путей LSP Трассировка путей LSP Протокол двунаправленного обнаружения ошибок продвижения Инжиниринг трафика в MPLS Отказоустойчивость путей MPLS Общая характеристика Использование иерархии меток для быстрой защиты Выводы Вопросы и задания Глава 21. Ethernet операторского класса Обзор версий Ethernet операторского класса Движущие силы экспансии Ethernet Разные «лица» Ethernet Стандартизация Ethernet как услуги Технология EoMPLS Псевдоканалы Услуги VPWS Услуги VPLS Ethernet поверх Ethernet Области улучшений Ethernet Функции эксплуатации, администрирования и обслуживания в Ethernet Мосты провайдера t Магистральные мосты провайдера Магистральные мосты провайдера с поддержкой инжиниринга трафика Выводы Вопросы и задания Глава 22. Удаленный доступ Схемы удаленного доступа Типы клиентов и абонентских окончаний Мультиплексирование информации на абонентском окончании Режим удаленного узла Режим удаленного управления и протокол telnet Коммутируемый аналоговый доступ Принцип работы телефонной сети Удаленный доступ через телефонную сеть Модемы v Коммутируемый доступ через сеть ISDN Назначение и структура ISDN Интерфейсы BRI и PRI Стек протоколов ISDN Использование сети ISDN для передачи данных Технология ADSL Оглавление ^ Доступ через сети CATV Беспроводной доступ Выводы Вопросы и задания Глава 23. Сетевые службы Электронная почта Электронные сообщения Протокол SMTP Непосредственное взаимодействие клиента и сервера Схема с выделенным почтовым сервером Схема с двумя почтовыми серверами-посредниками Протоколы РОРЗ и IMAP Веб-служба Веб- и HTML-страницы Веб-клиент и веб-сервер Протокол HTTP Формат HTTP-сообщений Динамические веб-страницы IP-телефония Ранняя IP-телефония Стандарты Н.323 Стандарты на основе протокола SIP Связь телефонных сетей через Интернет Новое поколение сетей IP-телефонии Распределенные шлюзы и программные коммутаторы Новые услуги Интеграция систем адресации Е. 164 и DNS на основе ENUM Протокол передачи файлов Основные модули службы FTP Управляющий сеанс и сеанс передачи данных Команды взаимодействия FTP-клиента с FTP-сервером Сетевое управление в IP-сетях Функции систем управления Архитектуры систем управления сетями Выводы Вопросы и задания Глава 24. Сетевая безопасность Основные понятия информационной безопасности Определение безопасной системы Угроза, атака, риск Типы и примеры атак Атаки отказа в обслуживании Перехват и перенаправление трафика Внедрение в компьютеры вредоносных программ Троянские программы Сетевые черви Вирусы Шпионские программы Спам Методы обеспечения информационной безопасности Классификация методов защиты Политика безопасности Оглавление^ Шифрование Симметричные алгоритмы шифрования Алгоритм DES Несимметричные алгоритмы шифрования Алгоритм RSA Односторонние функции шифрования Аутентификация, авторизации, аудит Понятие аутентификации Авторизация доступа Аудит Строгая аутентификация на основе многоразового пароля в протоколе CHAP Аутентификация на основе одноразового пароля Аутентификация на основе сертификатов Аутентификация информации Антивирусная защита Сканирование сигнатур Метод контроля целостности Сканирование подозрительных команд Отслеживание поведения программ...... Сетевые экраны Типы сетевых экранов разных уровней Реализация Архитектура Прокси-серверы Функции прокси-сервера Прокси-серверы прикладного уровня и уровня соединений «Проксификация» приложений Системы обнаружения вторжений Протоколы защищенного канала. IPsec Иерархия технологий защищенного канала Распределение функций между протоколами IPSec Безопасная ассоциация Транспортный и туннельный режимы Протокол АН Протокол ESP Базы данных SAD И SPD Сети VPN на основе шифрования Выводы Вопросы и задания Ответы на вопросы Рекомендуемая и использованная литература вЛ Q4Q Алфавитный указатель Посвящаем нашей дочери Анне От авторов Эта книга является результатом многолетнего опыта преподавания авторами курсов сетевой тематики в аудиториях государственных вузов, коммерческих учебных центров, а также учебных центров предприятий и корпораций.

Основу книги составили материалы курсов «Проблемы построения корпоративных се тей», «Основы сетевых технологий», «Организация удаленного доступа», «Сети TCP/IP», «Стратегическое планирование сетей масштаба предприятия» и ряда других. Эти материа лы прошли успешную проверку в бескомпромиссной и сложной аудитории, состоящей из слушателей с существенно разным уровнем подготовки и кругом профессиональных интересов. Среди них были студенты и аспиранты вузов, сетевые администраторы и инте граторы, начальники отделов автоматизации и преподаватели. Учитывая специфику ауди тории, курсы лекций строились так, чтобы начинающий получил основу для дальнейшего изучения, а специалист систематизировал и актуализировал свои знания. В соответствии с такими же принципами написана и эта книга — она является фундаментальным курсом по компьютерным сетям, который сочетает широту охвата основных областей, проблем и технологий этой быстро развивающейся области знаний с основательным рассмотрением деталей каждой технологии и особенностей оборудования.

Для кого эта книга Книга предназначена для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотят получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.

Книга будет полезна начинающим специалистам в области сетевых технологий, которые имеют только общие представления о работе сетей из опыта общения с персональными компьютерами и Интернетом, но хотели бы получить фундаментальные знания, позво ляющие продолжить изучение сетей самостоятельно.

Сложившимся сетевым специалистам книга может помочь в знакомстве с теми технология ми, с которыми им не приходилось сталкиваться в практической работе, систематизировать 18 От авторов имеющиеся знания, стать справочником, позволяющим найти описание конкретного про токола, формата кадра и т. п. Кроме того, книга дает необходимую теоретическую основу для подготовки к сертификационным экзаменам таких компаний, как Cisco CCNA, CCNP, CCDP и CCIP.

Студенты высших учебных заведений, обучающиеся по направлению «220000. Инфор матика и вычислительная техника» и по специальностям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», могут использовать книгу в качестве рекомендованного Министерством образования Российской Федерации учебного пособия.

Изменения в четвертом издании Прошло ровно 10 лет со времени публикации первого издания этой книги. И с каждым новым изданием она существенно обновлялась. Не стало исключением и это, четвертое, издание. Одни разделы претерпели значительные изменения, а другие, которые потеряли свою актуальность и стали интересны лишь узкому кругу специалистов, были вовсе ис ключены из книги и перенесены на веб-сайт поддержки этой книги.

И, конечно, в книге появилось много нового. Так, в книге появилось три новые главы.

• Глава 21, «Ethernet операторского класса». Технология, давшая название этой главе, известная также как Carrier Ethernet, появилась совсем недавно, но ее популярность быстро растет. Выход Ethermet за пределы локальных сетей является знаковым собы тием, обещающим новые возможности как для пользователей, так и для провайдеров.

В этой главе рассматриваются две основные ветви данной технологии: на базе MPLS и на базе усовершенствованной версии Ethernet.

• Глава 23, «Сетевые службы». В ответ на пожелания многих наших читателей мы расши рили освещение сетевых средств прикладного уровня, добавив описания таких служб, как электронная почта, W W W и 1Р-телефония.

• Глава 24, «Сетевая безопасность». Появление этой главы отражает всевозрастающую обеспокоенность интернет-сообщества проблемами информационной защиты. В этой главе приведены описания различных угроз безопасности компьютерных сетей, свя занных с внедрением вредоносных программ (вирусов, червей, троянских и шпионских программ), DoS-атаками, ответвлением трафика. Также рассматриваются методы и средства предупреждения и обнаружения атак: шифрование, аутентификация, автори зация, антивирусная защита, сетевые экраны, прокси-серверы, протоколы защищенного канала и виртуальные частные сети на основе шифрования.

Помимо отдельных глав в книге появилось несколько новых разделов.

В главу 7 добавлен раздел «Работа в недогруженном режиме». В нем описывается широко распространенная практика обеспечения временных характеристик передачи пакетов за счет поддержания избыточной пропускной способности.

В главу 11, посвященную первичным сетям, добавлено описание технологии оптических транспортных сетей (OTN), которая обеспечивает мультиплексирование и коммутацию высокоскоростных потоков данных в волновых каналах DWDM. В эту главу включено также описание новых функций технологии SDH, направленных на более эффективную Структура книги передачу трафика компьютерных сетей, таких как виртуальная конкатенация (VCAT), схе ма динамического изменения пропускной способности линии (LCAS) и общая процедура инкапсуляции данных (GFP).

Важным дополнением главы 18 стал раздел «Групповое вещание», освещающий очень перспективное направление в развитии технологии TCP/IP. Групповое вещание лежит в основе бурно развивающихся широковещательных сервисов Интернета, таких как IP-телевидение, аудиовещание, видеоконференции.

Переработанный и дополненный материал о технологии MPLS, которая утвердила себя, в качестве надежного фундамента для построения разнообразных транспортных сервисов, выделен в отдельную главу (главу 20).

И наконец, были исправлены мелкие ошибки и опечатки в тексте и рисунках, замеченные читателями и самими авторами.

Структура книги Книга состоит из 24 глав, объединенных в 5 частей.

В первой части, «Основы сетей передачи данных», состоящей из 7 глав, описаны основные принципы и архитектурные решения, которые лежат в основе всех современных сетевых технологий, рассматриваемых в последующих частях книги. В главе 1, рассказывающей об эволюции компьютерных сетей, особый акцент делается на конвергенции разных видов телекоммуникационных сетей. В главе 2 даются фундаментальные понятия коммутации, мультиплексирования, маршрутизации, адресации и архитектуры сетей. В следующей, третьей, главе обсуждаются два основных подхода к коммутации — коммутация каналов и пакетов. Глава 4 фокусируется на иерархической организации сетей и семиуровневой модели OSI. В главе 5 приводится классификация компьютерных сетей, в ней читатель найдет также описание основных типов сетей: сетей операторов связи, корпоративных се тей и глобальной сети Интернет. Завершают первую часть книги главы 7 и 8, относящиеся к анализу работы сети.

Вторая часть, «Технологии физического уровня», состоит из четырех глав, из которых первые две носят вспомогательный характер. В них описываются различные типы ли ний связи, детально излагаются современные методы передачи дискретной информации в сетях. Наличие этого материала в учебнике дает возможность читателю, не тратя время на просмотр большого количества литературы, получить необходимый минимум знаний в таких областях, как теория информации, спектральный анализ, физическое и логическое кодирование данных, обнаружение и коррекция ошибок. Глава 10 посвящена беспроводной передаче данных, которая приобретает все большую популярность. Высокий уровень по мех и сложные пути распространения волн требуют применения в беспроводных каналах особых способов кодирования и передачи сигналов. В главе 11 изучаются технологии PDH, SDH/SONET, DWDM и OTN, создающие инфраструктуру физических каналов для глобальных телекоммуникационных сетей. На основе каналов, образованных первичными сетями, работают наложенные компьютерные и телефонные сети.

Третья часть, «Локальные вычислительные сети», включает три главы. В главе 12 рас сматриваются технологии локальных сетей на разделяемой среде: основное внимание уделено классическим вариантам Ethernet со скоростью 10 Мбит/с на коаксиале и витой 20 От авторов паре;

также здесь кратко рассмотрены принципы работы основных соперников Ethernet в 80-е и 90-е годы — технологий Token Ring и FDDI. Приводится описание двух наиболее популярных беспроводных технологий локальных сетей — IEEE 802.11 (LAN) и Bluetooth (PAN). Глава 13 посвящена коммутируемым локальным сетям. В ней рассматриваются основные принципы работы таких сетей: алгоритм функционирования коммутатора ло кальной сети, дуплексные версии протоколов локальных сетей, особенности реализации коммутаторов локальных сетей. В главе 14 изучаются расширенные возможности коммути руемых локальных сетей этого типа: резервные связи на основе алгоритма покрывающего дерева, агрегирование каналов, а также техника виртуальных локальных сетей, позволяю щая быстро и эффективно выполнять логическую структуризацию сети.

Следуя логике, диктуемой моделью OSI, вслед за частями, в которых были рассмотрены технологии физического и канального уровней, четвертую часть, «Сети TCP/IP», мы посвящаем средствам сетевого уровня, то есть средствам, которые обеспечивают возмож ность объединения множества сетей в единую сеть. Учитывая, что бесспорным лидером среди протоколов сетевого уровня является протокол IP, ему в книге уделяется основное внимание. В главе 15 описываются различные аспекты IP-адресации: способы отображения локальных, сетевых и символьных адресов, использование масок и современных методов агрегирования IP-адресов, а также способы автоматического конфигурирования 1Р-узлов.

В главе 16 детально рассмотрена работа протокола IP по продвижению и фрагментации пакетов, изучается общий формат таблицы маршрутизации и примеры ее частных реали заций в программных и аппаратных маршрутизаторах различных типов. При обсуждении особенностей новой версии IPv6 подробно обсуждается схема модернизации адресации, а также изменение формата заголовка IP. Глава 17 начинается с изучения протоколов TCP и UDP, исполняющих посредническую роль между приложениями и транспортной инфраструктурой сети. Далее подробно описываются протоколы маршрутизации RIP, OSPF и BGP, анализируются области применимости этих протоколов и возможности их комбинирования. Завершает главу рассмотрение протокола ICMP, являющегося средством оповещения отправителя о причинах недоставки его пакетов адресату. В главе 18 содер жится описание тех функций маршрутизаторов, которые хотя и фигурируют в названии главы как «дополнительные», но без которых трудно представить существование совре менных компьютерных сетей. К таким функциям относятся трансляция сетевых адресов, фильтрация трафика, поддержка QoS, IPv6 и группового вещания. В завершении этой главы приводится классификация маршрутизаторов на основе их внутренней организации и областей использования. Всестороннее изучение в этой части протоколов стека T C P / I P придает ей самостоятельное значение введения в IP-сети.

Пятая часть, «Технологии глобальных сетей», состоит из шести глав. В главе 19 анали зируются три основных типа транспортных услуг, предоставляемых операторами связи:

доступ в Интернет, виртуальные частные сети и услуги выделенных каналов. Кроме того, в этой главе рассматривается многоуровневая структура сети оператора связи, включающая уровни первичной сети, канального уровня и уровня IP. Также дается обзор технологий Frame Relay и ATM. Глава 20 посвящена основным принципам и базовым элементам тех нологии MPLS, таким как протокол LDP, многоуровневая организация соединений, меха низмы защиты соединений и тестирования их состояния. В главе 21 описаны различные варианты технологий, объединенных под общим названием Ethernet операторского класса (Carrier Ethernet). В главе 22 рассматриваются схемы и технологии удаленного доступа.

Наиболее эффективными являются технологии, в которых используется существующая кабельная инфраструктура (например, линии ADSL, работающие на абонентских окон Веб-сайт поддержки книги i чаниях телефонной сети) или кабельные модемы, опирающиеся на системы кабельного телевидения. Альтернативным решением является беспроводной доступ, как мобильный, так и фиксированный. Прикладные службы глобальных сетей рассматриваются в гла ве 23. Именно информационные службы, такие как электронная почта и WWW, сделали в свое время Интернет столь популярным. И сегодня популярность Интернета растет благодаря появлению новых сервисов, среди которых в первую очередь нужно отметить IP-телефонию и видеоконференции. Часть, а вместе с ней и книга, завершается главой 24, посвященной сетевой безопасности. Уязвимость Интернета является оборотной стороной его открытости, так как в Интернете каждый может не только общаться с каждым, но и атаковать каждого. Вирусы, черви, распределенные атаки и, наконец, спам — все это, к со жалению, ежедневно мешает «жителям» Интернета нормально жить и работать. В главе анализируются основные типы угроз, присущих глобальным сетям, и изучаются базовые механизмы и технологии защиты от этих угроз.

Авторы стремились сделать работу читателя с книгой максимально эффективной. Подроб ный индексный указатель позволяет быстро найти интересующий материал по одному из многочисленных терминов, используемых в сетевой индустрии. Каждая глава завершается выводами, которые призваны сконцентрировать внимание читателя на основных идеях, темах и терминах главы, помогая ему не упустить из виду главное за обилием, хотя и по лезных, но частных фактов и деталей. В конце каждой главы помещены вопросы и упраж нения для проверки степени усвоения основных концепций, а в отдельных случаях и для углубления понимания некоторых идей.

Веб-сайт поддержки книги Дополнительную информацию по этой и другим книгам авторов читатели могут найти на сайте www.olifer.co.uk. В данный момент на сайте размещены следующие материалы, относящиеся к этому изданию книги:

• Дополнительные разделы, ссылки на которые помещены в тексте книги.

• Все иллюстрации из книги.

• Дополнительные вопросы и задания, а также ответы на них.

• Презентации в форматах Power Point и HTML последовательно по всем главам книги.

• Путеводитель по книге (road шар) призван помочь преподавателю при создании учеб ных курсов на базе этой книги, таких, например, как «Беспроводные системы», «Введе ние в 1Р», «Качество обслуживания», «Удаленный доступ» и т. п. В этом путеводителе авторы перечисляют последовательность глав (маршрут), в которых содержится соот ветствующий материал, и по мере необходимости дают методические советы.

• Дополнительные примеры (case studies) могут быть использованы как темы для кур совых проектов.

• Информационные ресурсы Интернета связаны с темами книги.

• И наконец, мнения, замечания и вопросы читателей, замеченные опечатки и ошибки.

Мы с благодарностью примем ваши отзывы по адресу victor@olifer.co.uk и natalia@olifer.co.uk.

22 От авторов Благодарности Мы благодарим наших читателей за их многочисленные пожелания, вопросы и заме чания.

Мы признательны также всем сотрудникам издательства «Питер», которые принимали участие в создании этой книги. Особая благодарность президенту издательства «Питер»

Вадиму Усманову, руководителю проектной группы «Компьютерная литература» Андрею Сандрыкину, ведущему специалисту этой группы Андрею Юрченко и нашему неизменному литературному редактору Алексею Жданову.

Виктор Олифер, к.т.н., CCIP Наталья Олифер, к.т.н., доцент От издательства Подробную информацию о наших книгах вы найдете на веб-сайте издательства www. piter.

com. Там же вы можете оставить ваши отзывы и пожелания.

Часть I Основы сетей передачи данных Процесс познания всегда развивается по спирали. Мы не можем сразу понять и осознать сложное явление, мы должны рассматривать его с разных точек зрения, в целом и по частям, изолирован но и во взаимодействии с другими явлениями, накапливая знания постепенно, время от времени возвращаясь к уже, казалось бы, понятому и с каждым новым витком все больше проникая в суть явления. Хорошим подходом является первоначальное изучение общих принципов некоторой об ласти знаний с последующим детальным рассмотрением реализации этих принципов в конкретных методах, технологиях или конструкциях.

Первая часть книги является таким «первым витком» изучения компьютерных сетей. В этой части, состоящей из семи глав, описаны основные принципы и архитектурные решения, которые лежат в основе всех современных сетевых технологий, рассматриваемых в последующих частях книги. Сле дуя процессу конвергенции сетей, мы рассматривали принципы коммутации, мультиплексирования, маршрутизации, адресации и архитектуры сетей с наиболее общих позиций, сравнивая принципы организации компьютерных сетей с аналогичными принципами других телекоммуникационных се тей — телефонных, первичных, радио и телевизионных.

Завершает часть глава, посвященная проблемам качества обслуживания в пакетных сетях. Новая роль компьютерных сетей как основы для создания следующего поколения публичных сетей, предо ставляющих все виды информационных услуг и переносящих данные, а также аудио- и видеотрафик, привела к проникновению методов обеспечения качества обслуживания практически во все комму никационные технологии. Таким образом, концепции качества обслуживания, которые достаточно долго рассматривались как нетривиальное направление сетевой отрасли, вошли в число базовых принципов построения компьютерных сетей.

• Глава 1. Эволюция компьютерных сетей • Глава 2. Общие принципы построения сетей • Глава 3. Коммутация каналов и пакетов • Глава 4. Архитектура и стандартизация сетей • Глава 5. Примеры сетей • Глава 6. Сетевые характеристики • Глава 7. Методы обеспечения качества обслуживания ГЛАВА 1 Эволюция компьютерных сетей История любой отрасли науки и техники позволяет не только удовлетворить естественное любопыт ство, но и глубже понять сущность основных достижений в этой отрасли, осознать существующие тенденции и правильно оценить перспективность тех или иных направлений развития. Компью терные сети появились сравнительно недавно, в конце 60-х годов прошлого столетия (правда, уточнение «прошлого столетия» прибавляет им вес и даже делает старше своих «тридцати с чем то» лет). Естественно, что компьютерные сети унаследовали много полезных свойств от других, более старых и распространенных телекоммуникационных сетей, а именно телефонных. В то же время компьютерные сети привнесли в телекоммуникационный мир нечто совершенно новое — они сделали общедоступными неисчерпаемые объемы информации, созданные цивилизацией за не сколько тысячелетий своего существования и продолжающие пополняться с растущей скоростью в наши дни.

Результатом влияния компьютерных сетей на остальные типы телекоммуникационных сетей стал процесс их конвергенции. Этот процесс начался достаточно давно, одним из первых признаков сближения была передача телефонными сетями голоса в цифровой форме. Компьютерные сети также активно идут навстречу телекоммуникационным сетям, разрабатывая новые сервисы, кото рые ранее были прерогативой телефонных, радио и телевизионных сетей — сервисы IP-телефонии, радио- и видеовещания, ряд других. Процесс конвергенции продолжается, и о том, каким будет его конечный результат, с уверенностью пока говорить рано. Однако понимание истории развития сетей, описываемой в данной главе, делает более понятными основные проблемы, стоящие перед разработчиками компьютерных сетей.

При написании этой главы авторы столкнулись с дилеммой: невозможно рассказывать об истории отрасли, не называя конкретные технологии и концепции. Но в то же время невозможно давать по яснения этих технологий и концепций, так как читатель, перелистывающий первые страницы, еще не готов к восприятию объяснений. Авторы пошли по пути компромисса, отложив на будущее ис черпывающие пояснения многих терминов ради того, чтобы в самом начале изучения компьютерных сетей читатель имел возможность представить картину эволюции компьютерных сетей во всем ее красочном многообразии. И, конечно, было бы очень полезно вернуться к этой главе, после того как будет перевернута последняя страница книги, чтобы, вооружась новыми знаниями, сделать каче ственно новую попытку оценить прошлое и будущее компьютерных сетей.

Два корня компьютерных сетей Два корня компьютерных сетей Вычислительная и телекоммуникационная технологии Компьютерные сети, которым посвящена данная книга, отнюдь не являются единствен ным видом сетей, созданным человеческой цивилизацией. Даже водопроводы Древнего Рима можно рассматривать как один из наиболее древних примеров сетей, покрывающих большие территории и обслуживающих многочисленных клиентов. Другой, менее экзо тический пример — электрические сети. В них легко можно найти аналоги компонентов любой территориальной компьютерной сети: источникам информационных ресурсов соответствуют электростанции, магистралям — высоковольтные линии электропередачи, сетям доступа — трансформаторные подстанции, клиентским терминалам — осветительные и бытовые электроприборы.

К о м п ь ю т е р н ы е с е т и, называемые также с е т я м и п е р е д а ч и д а н н ы х, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилиза ции — компьютерных и телекоммуникационных технологий.

С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислитель ных систем, в которых группа компьютеров согласованно решает набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, полу чившие развитие в различных телекоммуникационных системах (рис. 1.1).

сетей Рис. 1.1. Эволюция компьютерных сетей на стыке вычислительной техники и телекоммуникационных технологий Системы пакетной обработки Обратимся сначала к компьютерному корню вычислительных сетей. Первые компьютеры 50-х годов — большие, громоздкие и дорогие — предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие ком 26 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей пьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а применялись в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма — мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали пер фокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр (рис. 1.2). Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день. Таким образом, одна неверно набитая карта означала как минимум суточную задержку. Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных, был бы удобней. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали.

Во главу угла ставилась эффективность работы самого дорогого устройства вычисли тельной машины — процессора, даже в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.

V Пакет заданий Устройство ввода Мэйнфрейм Дисковый массив Пользователи с заданиями на выполнение вычислительной работы Рис. 1. 2. Централизованная система на базе мэйнфрейма Многотерминальные системы — прообраз сети По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы орга низации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей.

Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени (рис. 1.3). В таких системах каждый пользователь получал собственный терминал, с помо щью которого он мог вести диалог с компьютером. Количество одновременно работающих с компьютером пользователей определялось его мощностью: время реакции вычислитель ной системы должно было быть достаточно мало, чтобы пользователю была не слишком заметна параллельная работа с компьютером других пользователей.

Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему пред приятию. И хотя вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, Два корня компьютерных сетей некоторые функции, такие как ввод и вывод данных, стали распределенными. Подобные многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на ло кальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за терми налом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него поддерживалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат. (Некоторые далекие от вычислительной техники пользователи даже были уверены, что все вычисления выпол няются внутри их дисплея.) Мэйнфрейм Многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей.

Однако до появления локальных сетей нужно было пройти еще большой путь, так как многотерминальные системы, хотя и имели внешние черты распределенных систем, все еще поддерживали централизованную обработку данных.

28 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей К тому же потребность предприятий в создании локальных сетей в это время еще не созре ла—в одном здании просто нечего было объединять в сеть, так как из-за высокой стоимо сти вычислительной техники предприятия не могли себе позволить роскошь приобретения нескольких компьютеров. В этот период был справедлив так называемый закон Гроша, который эмпирически отражал уровень технологии того времени. В соответствии с этим законом производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости, отсюда следовало, что за одну и ту же сумму было выгоднее купить одну мощную машину, чем две менее мощных — их суммарная мощность оказывалась намного ниже мощности дорогой машины.

Первые компьютерные сети Первые глобальные сети А вот потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени уже вполне назрела. Началось все с решения более простой зада чи — доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный до ступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных суперкомпьютеров. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал-компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер.

Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым признаком любой вычислительной сети.

На основе подобного механизма в первых сетях были реализованы службы обмена фай лами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие ставшие теперь традици онными сетевые службы.

Итак, хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Network, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах.

Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи, лежащие в основе современных вычислительных сетей. Такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, концепции коммутации и маршрутизации пакетов.

Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и распространенных глобальных сетей — телефонных. Главное технологическое новшество, которое привнесли с собой первые глобальные компьютерные сети, состояло в отказе от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях.

Выделяемый на все время сеанса связи составной телефонный канал, передающий информа цию с постоянной скоростью, не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжи тельными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что Первые компьютерные сети пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, работающими по принципу коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции — пакеты, — которые самостоя тельно перемещаются по сети благодаря наличию адреса конечного узла в заголовке пакета.


Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в первых глобальных сетях часто использовались уже существующие ка налы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобитов в секунду), набор предоставляемых услуг в глобаль ных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов (преимущественно в фоно вом режиме) и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток — они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому про токолы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным приме ром таких сетей являются сети Х.25, разработанные еще в начале 70-х, когда низкоскорост ные аналоговые каналы, арендуемые у телефонных компаний, были преобладающим типом каналов, соединяющих компьютеры и коммутаторы глобальной вычислительной сети.

В 1969 году министерство обороны США инициировало работы по объединению в еди ную сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET, стала отправной точкой для создания первой и самой известной ныне глобальной сети — Интернет.

Сеть ARPANET объединяла компьютеры разных типов, работавшие под управлением различных операционных систем (ОС) с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. ОС этих компьютеров можно считать первыми сетевыми операционными системами.

Истинно сетевые ОС в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассре доточить пользователей, но и организовать распределенные хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позво ляющими ей взаимодействовать через сеть с операционными системами других компью теров. Программные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в операционных системах постепенно, по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.

Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей.

С конца 60-х годов в телефонных сетях все чаще стала применяться передача голоса в цифровой форме.

Это привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих автома тические телефонные станции (АТС) и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров.

К настоящему времени глобальные сети по разнообразию и качеству предоставляемых услуг догнали локальные сети, которые долгое время лидировали в этом отношении, хотя и появились на свет значительно позже.

30 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей Первые локальные сети Важное событие, повлиявшее на эволюцию компьютерных сетей, произошло в начале 70-х годов. В результате технологического прорыва в области производства компьютерных компонентов появились большие интегральные схемы (БИС). Их сравнительно невы сокая стоимость и хорошие функциональные возможности привели к созданию мини компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Эмпирический закон Гроша перестал соответствовать действительности, так как десяток мини-компьютеров, имея ту же стоимость, что и мэйнфрейм, решали некоторые задачи (как правило, хорошо распараллеливаемые) быстрее.

Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность иметь собственные компьютеры. Мини-компьютеры решали задачи управления технологическим оборудо ванием, складом и другие задачи уровня отдела предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры одной организации по-прежнему продолжали работать автономно (рис. 1.4).

предприятие Мини-ЭВМ \ 'lijjiil' Терминал Терминалы Отдел 1 предприятия Отдел 2 предприятия Мини-ЭВМ Терминалы Терминалы Отдел 3 предприятия Отдел 4 предприятия Рис. 1.4. Автономное использование нескольких мини-компьютеров на одном предприятии Первые компьютерные сети Шло время, и потребности пользователей вычислительной техники росли. Их уже не удовлетворяла изолированная работа на собственном компьютере, им хотелось в авто матическом режиме обмениваться компьютерными данными с пользователями других подразделений. Ответом на эту потребность стало появление первых локальных вычис лительных сетей (рис. 1.5).

^^^^ I H ^ i Устройство сопряжения Мини-компьютер мини-компьютеров Терминалы Терминалы Устройство сопряжения мини-компьютеров Стандартная сеть Ethernet с персональными компьютерами Персональные компьютеры Персональные компьютеры Рис. 1.5. Различные типы связей в первых локальных сетях Локальные сети (Local Area Network, LAN) — это объединения компьютеров, сосредото ченных на небольшой территории, обычно в радиусе не более 1 - 2 км, хотя в отдельных случаях локальная сеть может иметь и большие размеры, например несколько десятков километров. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную си стему, принадлежащую одной организации.

На первых порах для соединения компьютеров друг с другом использовались нестандарт ные сетевые технологии.

Сетевая технология — это согласованный набор программных и аппаратных средств (на пример, драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

Разнообразные устройства сопряжения, использующие собственные способы представ ления данных на линиях связи, свои типы кабелей и т. п., могли соединять только те 32 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей конкретные модели компьютеров, для которых были разработаны, например, мини компьютеры PDP-11 с мэйнфреймом IBM 360 или мини-компьютеры HP с микроком пьютерами LSI-11. Такая ситуация создала большой простор для творчества студентов — названия многих курсовых и дипломных проектов начинались тогда со слов «Устройство сопряжения...».

В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях кардинально изменилось. Утвер дились стандартные сетевые технологии объединения компьютеров в сеть — Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, несколько позже — FDDI.

Мощным стимулом для их появления послужили персональные компьютеры. Эти мас совые продукты стали идеальными элементами построения сетей — с одной стороны, они были достаточно мощными, чтобы обеспечивать работу сетевого программного обеспече ния, а с другой — явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и диско вых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей мини компьютеры и мэйнфреймы.

Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях, — принцип коммутации пакетов.

Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из решения нетривиальной технической проблемы в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести стандартный кабель, сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, вставить адаптеры в компьютеры, присоединить их к кабе лю стандартными разъемами и установить на компьютеры одну из популярных сетевых операционных систем, например Novell NetWare.

Разработчики локальных сетей привнесли много нового в организацию работы пользова телей. Так, стало намного проще и удобнее, чем в глобальных сетях, получать доступ к об щим сетевым ресурсам. Последствием и одновременно движущей силой такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных пользователей, освобожденных от необходимости изучать специальные (и достаточно сложные) команды для сетевой работы.

Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей — семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с, а также Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с.

Простые алгоритмы работы предопределяют низкую стоимость оборудования Ethernet.

Широкий диапазон иерархии скоростей позволяет рационально строить локальную сеть, выбирая ту технологию семейства, которая в наибольшей степени отвечает задачам пред приятия и потребностям пользователей. Важно также, что все технологии Ethernet очень близки друг к другу по принципам работы, что упрощает обслуживание и интеграцию этих сетей.

Хронологическую последовательность важнейших событий, ставших историческими ве хами на пути появления первых компьютерных сетей, иллюстрирует табл. 1.1.

Конвергенция сетей Таблица 1.1. Хронология важнейших событий на пути появления первых компьютерных сетей Время Этап Конец 60-х Первые глобальные связи компьютеров, первые эксперименты с пакетными сетями Конец 60-х Начало передач по телефонным сетям голоса в цифровой форме Начало 70-х Появление больших интегральных схем, первые мини-компьютеры, первые нестандартные локальные сети Создание сетевой архитектуры IBM SNA Стандартизация технологии Х. Начало 80-х Появление персональных компьютеров, создание Интернета в современном виде, установка на всех узлах стека T C P / I P Середина 80-х Появление стандартных технологий локальных сетей (Ethernet — 1980 г., Token Ring, FDDI - 1985 г.) Конец 80-х Начало коммерческого использования Интернета Изобретение Web Конвергенция сетей Сближение локальных и глобальных сетей В конце 80-х годов отличия между локальными и глобальными сетями проявлялись весьма отчетливо.


Протяженность и качество линий связи. Локальные компьютерные сети по определению отличаются от глобальных сетей небольшими расстояниями между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях более качественных линий связи.

• Сложность методов передачи данных. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование.

• Скорость обмена данными в локальных сетях (10, 16 и 100 Мбит/с) в то время была существенно выше, чем в глобальных (от 2,4 Кбит/с до 2 Мбит/с).

• Разнообразие услуг. Высокие скорости обмена данными позволили предоставлять в ло кальных сетях широкий спектр услуг — это, прежде всего, разнообразные механизмы использования файлов, хранящихся на дисках других компьютеров сети, совместное использование устройств печати, модемов, факсов, доступ к единой базе данных, электронная почта и др. В то же время глобальные сети в основном ограничивались почтовыми и файловыми услугами в их простейшем (не самом удобном для пользо вателя) виде.

Постепенно различия между локальными и глобальными сетевыми технологиями стали сглаживаться. Изолированные ранее локальные сети начали объединять друг с другом, при этом в качестве связующей среды использовались глобальные сети. Тесная интеграция 34 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей локальных и глобальных сетей привела к значительному взаимопроникновению соответ ствующих технологий.

Сближение в методах передачи данных происходит на платформе цифровой передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Эта среда передачи используется прак тически во всех технологиях локальных сетей для скоростного обмена информацией на расстояниях свыше 100 метров, на ней же построены современные магистрали первичных сетей SDH и DWDM, предоставляющих свои цифровые каналы для объединения обору дования глобальных компьютерных сетей.

Высокое качество цифровых каналов изменило требования к протоколам глобальных ком пьютерных сетей. На первый план вместо процедур обеспечения надежности вышли проце дуры обеспечения гарантированной средней скорости доставки информации пользователям, а также механизмы приоритетной обработки пакетов особенно чувствительного к задерж кам трафика, например голосового. Эти изменения нашли отражение в новых технологиях глобальных сетей, таких как Frame Relay и ATM. В этих сетях предполагается, что искаже ние битов происходит настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей Frame Relay и ATM.

Большой вклад в сближение локальных и глобальных сетей внесло доминирование про токола IP. Этот протокол сегодня работает поверх любых технологий локальных и гло бальных сетей (Ethernet, Token Ring, ATM, Frame Relay), объединяя различные подсети в единую составную сеть.

Начиная с 90-х годов компьютерные глобальные сети, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили спектр предоставляемых услуг и догнали в этом отношении локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени — изображений, видеофильмов, голоса, в общем, всего того, что получило название муль тимедийной информации. Наиболее яркий пример — гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в Интернете.

Ее интерактивные возможности превзошли возможности многих аналогичных служб ло кальных сетей, так что разработчикам локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса технологий из глобальной сети Интернет в локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный термин — intranet-технолоши (intra — внутренний).

В локальных сетях в последнее время уделяется такое же большое внимание методам обе спечения защиты информации от несанкционированного доступа, как и в глобальных. Это обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в «большой мир» через глобальные связи.

И наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Ярким представителем нового поколения технологий является технология ATM, которая может служить основой как глобальных, так и локальных сетей, эффективно объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети. Другим примером является семейство технологий Ethernet, имеющее явные «локальные» корни. Новый стан дарт Ethernet 10G, позволяющий передавать данные со скоростью 10 Гбит/с, предназначен для магистралей как глобальных, так и крупных локальных сетей.

Еще одним признаком сближения локальных и глобальных сетей является появление се тей, занимающих промежуточное положение между локальными и глобальными сетями.

Конвергенция сетей Городские сети, или сети мегаполисов (Metropolitan Area Network, MAN), предназначены для обслуживания территории крупного города.

Эти сети используют цифровые линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями на магистрали от 155 Мбит/с и выше. Они обеспечивают экономичное соединение локаль ных сетей между собой, а также выход в глобальные сети. Сети MAN первоначально были разработаны только для передачи данных, но сейчас перечень предоставляемых ими услуг расширился, в частности они поддерживают видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста. Современные сети MAN отличаются разнообразием предоставляемых услуг, позволяя своим клиентам объединять коммуникационное оборудование различного типа, в том числе офисные АТС.

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей С каждым годом усиливается тенденция сближения компьютерных и телекоммуника ционных сетей разных видов. Предпринимаются попытки создания универсальной, так называемой мультисервисной сети, способной предоставлять услуги как компьютерных, так и телекоммуникационных сетей.

К телекоммуникационным сетям относятся телефонные сети, радиосети и телевизионные сети. Главное, что объединяет их с компьютерными сетями, — то, что в качестве ресурса, предоставляемого клиентам, выступает информация. Однако имеется некоторая специфи ка, касающаяся вида, в котором представляют информацию компьютерные и телекомму никационные сети. Так, изначально компьютерные сети разрабатывались для передачи алфавитно-цифровой информации, которую часто называют просто данными, поэтому у компьютерных сетей имеется и другое название — сети передачи данных, в то время как телекоммуникационные сети были созданы для передачи только голосовой информации (и изображения в случае телевизионных сетей).

Сегодня мы являемся свидетелями конвергенции телекоммуникационных и компьютерных сетей, которая идет по нескольким направлениям.

Прежде всего, наблюдается сближение видов услуг, предоставляемых клиентам. Первая и не очень успешная попытка создания мультисервисной сети, способной оказывать различные услуги, в том числе услуги телефонии и передачи данных, привела к появлению технологии цифровых сетей с интегрированным обслуживанием (Integrated Services Digital Network, ISDN). Однако на практике ISDN предоставляет сегодня в основном телефонные услуги, а на роль глобальной мультисервисной сети нового поколения, часто называемой в ан глоязычной литературе Next Generation Network (NGN), или New Public Network (NPN), претендует Интернет. Интернет будущего должен обладать возможностью оказывать все виды телекоммуникационных услуг, в том числе новые виды комбинированных услуг, в ко торых сочетаются несколько традиционных услуг, например услуга универсальной службы сообщений, объединяющей электронную почту, телефонию, факсимильную службу и пейд жинговую связь. Наибольших успехов на практическом поприще достигла 1Р-телефония, услугами которой прямо или косвенно сегодня пользуются миллионы людей. Однако для того чтобы стать сетью NGN, Интернету еще предстоит пройти большой путь.

Технологическое сближение сетей происходит сегодня на основе цифровой передачи ин формации различного типа, метода коммутации пакетов и программирования услуг.

36 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей Телефония уже давно сделала ряд шагов навстречу компьютерным сетям, прежде всего, за счет представления голоса в цифровой форме, что делает принципиально возможным передачу телефонного и компьютерного трафика по одним и тем же цифровым каналам (телевидение также может сегодня передавать изображение в цифровой форме). Теле фонные сети широко используют комбинацию методов коммутации каналов и пакетов.

Так, для передачи служебных сообщений (называемых сообщениями сигнализации) применяются протоколы коммутации пакетов, аналогичные протоколам компьютерных сетей, а для передачи собственно голоса между абонентами коммутируется традиционный составной канал.

Дополнительные услуги телефонных сетей, такие как переадресация вызова, конференц связь, телеголосование и другие, могут создаваться с помощью так называемой интеллек туальной сети (Intelligent Network, IN), по своей сути являющейся компьютерной сетью с серверами, на которых программируется логика услуг.

Сегодня пакетные методы коммутации постепенно теснят традиционные для телефон ных сетей методы коммутации каналов даже при передаче голоса. У этой тенденции есть достаточно очевидная причина — на основе метода коммутации пакетов можно более эффективно использовать пропускную способность каналов связи и коммутационного оборудования. Например, паузы в телефонном разговоре могут составлять до 40 % обще го времени соединения, однако только пакетная коммутация позволяет «вырезать» паузы и использовать высвободившуюся пропускную способность канала для передачи трафика других абонентов. Другой веской причиной перехода к коммутации пакетов является по пулярность Интернета — сети, построенной на основе данной технологии.

Обращение к технологии коммутации пакетов для одновременной передачи через пакетные сети разнородного трафика — голоса, видео и текста — сделало актуальным разработку новых методов обеспечения требуемого качества обслуживания (Quality of Service, QoS).

Методы QoS призваны минимизировать уровень задержек для чувствительного к ним трафика, например голосового, и одновременно гарантировать среднюю скорость и дина мичную передачу пульсаций для трафика данных.

Однако неверно было бы говорить, что методы коммутации каналов морально устарели и у них нет будущего. На новом витке спирали развития они находят свое применение, но уже в новых технологиях.

Компьютерные сети тоже многое позаимствовали у телефонных и телевизионных сетей.

В частности, они берут на вооружение методы обеспечения отказоустойчивости телефон ных сетей, за счет которых последние демонстрируют высокую степень надежности, так недостающую порой Интернету и корпоративным сетям.

Сегодня становится все более очевидным, что мультисервисная сеть нового поколения не может быть создана в результате «победы» какой-нибудь одной технологии или одного подхода. Ее может породить только процесс конвергенции, когда от каждой технологии будет взято все самое лучшее и соединено в некоторый новый сплав, который и даст тре буемое качество для поддержки существующих и создания новых услуг. Появился новый термин — инфокоммуникационная сеть, который прямо говорит о двух составляющих со временной сети — информационной (компьютерной) и телекоммуникационной. Учитывая, что новый термин еще не приобрел достаточной популярности, мы будем использовать устоявшийся термин «телекоммуникационная сеть» в расширенном значении, то есть включать в него и компьютерные сети.

Вопросы и задания Выводы Компьютерные сети стали логическим результатом эволюции компьютерных и телекоммуникацион ных технологий. С одной стороны, они являются частным случаем распределенных компьютерных систем, а с другой — могут рассматриваться как средство передачи информации на большие рас стояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получив шие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Классифицируя сети по территориальному признаку, различают глобальные (WAN), локальные (LAN) и городские (MAN) сети. Хронологически первыми появились сети WAN. Они объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Первые глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от телефонных сетей. В них часто использовались уже существующие и не очень ка чественные линии связи, что приводило к низким скоростям передачи данных и ограничивало набор предоставляемых услуг передачей файлов в фоновом режиме и электронной почтой.

Сети LAN ограничены расстояниями в несколько километров;

они строятся с использованием высоко качественных линий связи, которые позволяют, применяя более простые методы передачи данных, чем в глобальных сетях, достигать высоких скоростей обмена данными — до нескольких гигабитов в секунду. Услуги предоставляются в режиме подключения и отличаются разнообразием.

Сети MAN предназначены для обслуживания территории крупного города. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они обладают качественными линиями связи и под держивают высокие скорости обмена. Сети MAN обеспечивают экономичное соединение локальных сетей между собой, а также доступ к глобальным сетям.

Важнейший этап в развитии сетей — появление стандартных сетевых технологий: Ethernet, FDDI, Token Ring, позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры различных типов.

В конце 80-х годов локальные и глобальные сети имели существенные отличия по протяженности и качеству линий связи, сложности методов передачи данных, скорости обмена данными, разно образию предоставляемых услуг и масштабируемости. В дальнейшем в результате тесной интегра ции LAN, WAN и MAN произошло взаимопроникновение соответствующих технологий.

Вопросы и задания 1. Что было унаследовано компьютерными сетями от вычислительной техники, а что от телефонных сетей?

2. Какие свойства многотерминальной системы отличают ее от компьютерной сети?

3. Когда впервые были получены значимые практические результаты по объединению компьютеров с помощью глобальных связей?

4. Что такое ARPANET?

5. Какое из следующих событий произошло позже других:

а) изобретение Web;

б) появление стандартных технологий LAN;

в) начало передачи голоса в цифровой форме по телефонным сетям.

6. Какое событие послужило стимулом к активизации работ по созданию LAN?

7. Когда была стандартизована технология Ethernet?

38 Глава 1. Эволюция компьютерных сетей 8. По каким направлениям идет сближение компьютерных и телекоммуникационных сетей.

9. Поясните термины «мультисервисная сеть», «инфокоммуникационная сеть», «интел лектуальная сеть».

10. Поясните, почему сети WAN появились раньше, чем сети LAN.

11. Найдите исторические связи между технологией Х.25 и сетью ARPANET, пользуясь источниками информации в Интернете.

12. Считаете ли вы, что история компьютерных сетей может быть сведена к истории Ин тернета? Обоснуйте свое мнение.

ГЛАВА 2 Общие принципы построения сетей Когда вы приступаете к изучению конкретных технологий для сетей LAN, WAN и MAN, таких как Ether net, IP или ATM, то очень скоро начинаете понимать, что у этих технологий есть много общего. При этом они не являются тождественными, в каждой технологии и протоколе есть свои особенности, так что нельзя механически перенести знания из одной технологии в другую.

Изучение общих принципов построения компьютерных сетей поможет вам в дальнейшем быстрее «разбираться» с любой конкретной сетевой технологией. Однако известное высказывание «Знание нескольких принципов освобождает от запоминания множества фактов» не стоит воспринимать буквально — хороший специалист, конечно же, должен знать множество деталей и фактов. Знание принципов позволяет систематизировать эти частные сведения, связать их друг с другом в стройную систему и тем самым использовать более осознано и эффективно. Конечно, изучение принципов перед изучением конкретных технологий — задача непростая, особенно для читателей с практиче ским складом ума. Кроме того, всегда есть опасность неверного понимания какого-нибудь общего утверждения без проверки его в практической реализации. Поэтому мы просим читателей поверить нам пока на слово, что игра стоит свеч, а также последовать нашему совету: в ходе изучения материа ла последующих глав книги время от времени мысленно возвращайтесь к теоретическим вопросам и проверяйте себя, так ли вы понимали те или иные механизмы, когда изучали их впервые.

В этой главе мы рассмотрим такие фундаментальные понятия сетевых технологий, как коммутация и маршрутизация, мультиплексирование и разделение передающей среды. Мы познакомимся также с общими подходами, применяющимися при адресации узлов сети и выборе топологии.

40 Глава 2. Общие принципы построения сетей Простейшая сеть из двух компьютеров Совместное использование ресурсов Исторически главной целью объединения компьютеров в сеть было разделение ресурсов:

пользователи компьютеров, подключенных к сети, или приложения, выполняемые на этих компьютерах, получают возможность автоматического доступа к разнообразным ресурсам остальных компьютеров сети, к числу которых относятся:

• периферийные устройства, такие как диски, принтеры, плоттеры, сканеры и др.;

• данные, хранящиеся в оперативной памяти или на внешних запоминающих устрой ствах;

• вычислительная мощность (за счет удаленного запуска «своих» программ на «чужих»

компьютерах).

Чтобы обеспечить пользователей разных компьютеров возможностью совместного ис пользования ресурсов сети, компьютеры необходимо оснастить некими дополнительными сетевыми средствами.

Рассмотрим простейшую сеть, состоящую из двух компьютеров, к одному из которых подключен принтер (рис. 2.1). Какие дополнительные средства должны быть предусмо трены в обоих компьютерах, чтобы с принтером мог работать не только пользователь компьютера В, к которому этот принтер непосредственно подключен, но и пользователь компьютера А?

Компьютер А Компьютер В Принтер компьютера В Рис. 2.1. Простейшая сеть Сетевые интерфейсы Для связи устройств в них, прежде всего, должны быть предусмотрены внешние1 интер фейсы.

Интерфейс — в широком смысле — формально определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами. Интерфейс задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.

Наряду с внешними электронные устройства могут использовать внутренние интерфейсы, опреде ляющие логические и физические границы между входящими в их состав модулями. Так, известный интерфейс «общая шина» является внутренним интерфейсом компьютера, связывающим оператив ную память, процессор и другие блоки компьютера.

Простейшая сеть из двух компьютеров Разделяют физический и логический интерфейсы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 30 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.