Скачать презентацию Лекция 1 Сети Основные понятия и определения Скачать презентацию Лекция 1 Сети Основные понятия и определения

ТИиСО_л1.ppt

  • Количество слайдов: 34

Лекция № 1 Сети. Основные понятия и определения Лекция № 1 Сети. Основные понятия и определения

Сеть – группа компьютеров (и, возможно, прочего оборудования), соединенных между собой (кабелем или иной Сеть – группа компьютеров (и, возможно, прочего оборудования), соединенных между собой (кабелем или иной средой передачи данных).

Как все начиналось? l l l 4 октября 1957 г. в СССР был запущен Как все начиналось? l l l 4 октября 1957 г. в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли США - Организация нового агентства - Advanced Research Projects Agency (ARPA). Создание ARPANET в 1969 г

Развитие l l l В 1970 г. в ARPANET появляется первый канал, связавший организации Развитие l l l В 1970 г. в ARPANET появляется первый канал, связавший организации на разных побережьях США. В 1973 г. ARPANET впервые выходит за пределы США — при помощи норвежского спутника NORSAR к ней подключаются вычислительные центры в Норвегии и Англии. 1982 год Рождение современного Интернета. ARPA создала единый сетевой язык TCP/IP. 1984 год. Число хостов превысило тысячу. 1989 год. Число хостов превысило 10 тысяч.

То же время в России l Первая ЛВС в СССР, разработанная в 1975 г. То же время в России l Первая ЛВС в СССР, разработанная в 1975 г. , появляется в ФИАН им. П. Н. Лебедева (Москва); но в ней впервые в мире применен "двунаправленный усилитель – формирователь (hub или концентратор).

Зарождение первых ЛВС Мэйнфреймы l Объединение компьютеров для экономии на объеме жесткого диска и Зарождение первых ЛВС Мэйнфреймы l Объединение компьютеров для экономии на объеме жесткого диска и совместного использования принтера. l Дороговизна и сложность настройки l

Сетевые технологии за 40 лет: l l l l l COM, LPT Ethernet Token-Ring Сетевые технологии за 40 лет: l l l l l COM, LPT Ethernet Token-Ring ATM FDDI 100 VG-Any. LAN Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10 Gb Ethernet l l l Wi-Fi Bluetooth Zig. Bee Wi. MAX Модем DSL Fire. Wire l USB l

Классификация сетей l Существует много классификаций сетей. Одной из них является территориальная: l l Классификация сетей l Существует много классификаций сетей. Одной из них является территориальная: l l Локальные (Local Area Network, LAN) — это относительно небольшие сети масштаба предприятия, дома, офиса и т. п. Муниципальные (Metropolitan Area Network, MAN) — сети масштаба города. Глобальные (Wide Area Network, WAN) — сети, охватывающие значительное географическое пространство — регион, страну, континент. Согласно некоторым классификациям вводятся также корпоративные, офисные и прочее

Сети локальные и глобальные l Маршрутизатор Локальная вычислительная сеть (ЛВС) характеризуется l l Глобальная Сети локальные и глобальные l Маршрутизатор Локальная вычислительная сеть (ЛВС) характеризуется l l Глобальная сеть l l Различие согласно модели OSI l Высокая скорость передачи, большая пропускная способность Низкий уровень ошибок (высококачественный канал связи), вероятность ошибок 107~10 -8. Эффективный быстродействующий механизм управления обменом Ограниченное, точно определенное число компьютеров.

Локальная Вычислительная Сеть l В эпоху зарождения сетей ЛВС (как правило) – компьютерная сеть Локальная Вычислительная Сеть l В эпоху зарождения сетей ЛВС (как правило) – компьютерная сеть l с узкополосной передачей и l коммутацией пакетов. Маршрутизатор

Узкополосные и широкополосные сети l Узкополосная: сетевой кабель (или иная сетевая среда) передает только Узкополосные и широкополосные сети l Узкополосная: сетевой кабель (или иная сетевая среда) передает только один сигнал в любой момент времени. l Широкополосная – передача нескольких сигналов одновременно, используя для каждого разную частоту передачи (кабельной телевидение, радиосигнал).

Коммутация пакетов и коммутация каналов. l l Коммутация пакетов: для передачи данные разбиваются на Коммутация пакетов и коммутация каналов. l l Коммутация пакетов: для передачи данные разбиваются на небольшие порции – пакеты. Большинство технологий ЛВС (Ethernet, FDDI) используют именно коммутацию пакетов или коммутацию ячеек (АТМ) Технология коммутации каналов подразумевает установку прямого канала связи передачей данных (телефонная сеть).

Пакет l Пакет — единица информации, передаваемая между устройствами сети l Общий вид формата Пакет l Пакет — единица информации, передаваемая между устройствами сети l Общий вид формата пакета Пакет старт адрес источника адрес управляющее назначения поле ДАННЫЕ Контрольное поле для настройки аппаратуры принимающего адаптера (может быть один стартовый бит). сетевые адреса отправителя и получателя: МАС-адрес – 6 байт, IP-адрес – 32 бита тип пакета, его номер, размер, формат, маршрут его доставки, на то, что с ним надо делать приемнику и т. д. передаваемая информация; поле может отсутствовать (для управляющих пакетов) контрольная сумма пакета (формируется отправителем, проверяется приемником)

Виды передачи информации l Симплексная: передача информации только в одном направлении в любой момент Виды передачи информации l Симплексная: передача информации только в одном направлении в любой момент времени. l Полудуплексная: передача информации возможна в обоих направлениях, но только в одном направлении в любой момент времени. l Дуплексная: передача информации возможна в обоих направлениях в любой момент времени.

Адресация l 1 l 2 3 4 МАС-адрес (жестко «прошитый» при изготовлении аппаратный адрес Адресация l 1 l 2 3 4 МАС-адрес (жестко «прошитый» при изготовлении аппаратный адрес сетевой платы). 5 l Каждое устройство в сети имеет свой, уникальный адрес IP-адрес. Адрес сетевого интерфейса (без ориентации на плату).

Протоколы l l l Протокол (в терминологии вычислительных сетей) - заранее согласованный стандарт, который Протоколы l l l Протокол (в терминологии вычислительных сетей) - заранее согласованный стандарт, который позволяет двум компьютерам обмениваться данными. Протокол - формальный набор правил и соглашений, определяющих, каким образом в сети устройства обмениваются данными. Протоколы описывают любой момент взаимодействия – от характеристик сигнала, передаваемых по кабелю, до языка запросов, позволяющих обмениваться сообщениями приложениям, исполняемым на разных компьютерах.

Стандартные протоколы разрабатываются: l l Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE, Institute of Стандартные протоколы разрабатываются: l l Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers) – Североамериканская организация, опубликовавшая рекомендации рабочей группы 802, содержавшие стандарты, определившие протоколы Ethernet и Token Ring Международная организация по стандартизации (ISO, International Organization for Standardization). Всемирное объединение организаций по выработке эталонов, включающее более 100 государств. IETF( Internet Engineering Task Forse, Специальная комиссия Интернет-разработок) – RFC (запросы на комментарии в Интернете), протоколы TCP/IP W 3 C (Консорциум Всемирной Паутины) – Развитие Всемирной Сети (HTML, HTTP)

Доступ к среде l l Множество компьютеров подключаются к одной и той же среде Доступ к среде l l Множество компьютеров подключаются к одной и той же среде передачи данных. Должен существовать механизм управления доступом к среде (MAC – Media Access Control) для осуществления арбитража доступа и предотвращения одновременной передачи двумя системами.

Виды доступа к среде l l Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий Виды доступа к среде l l Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Передача маркера (Token Ring, FDDI) М

Топологии l Топология - физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения Топологии l Топология - физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи (различные способы конфигурации) Ячеистая топология Точка-точка Дерево l Наиболее широко распространены l Шина l Звезда l Кольцо

Шина (bus) равноправие всех абонентов l компьютеры могут передавать только по очереди l отсутствует Шина (bus) равноправие всех абонентов l компьютеры могут передавать только по очереди l отсутствует центральный абонент, что увеличивает надежность добавление новых абонентов в шину просто во время работы минимальное количество соединительного кабеля разрешение возможных конфликтов в данном случае ложится на сетевое оборудование каждого отдельного абонента не страшны отказы отдельных компьютеров необходимо включение на концах шины терминаторов затухание сигнала, что накладывает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи; для увеличения длины сети используются репитеры l l l l

Звезда (star) Активная звезда Пассивная звезда хаб l l l l равноправие всех абонентов Звезда (star) Активная звезда Пассивная звезда хаб l l l l равноправие всех абонентов отсутствует конфликты невозможны, управление централизовано не страшны отказы отдельных периферийных компьютеров; отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной обрыв кабеля нарушает обмен только с одним компьютером каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня жесткое ограничение количества абонентов: не более 8 -16 больший, чем при других топологиях, расход кабеля

Кольцо (ring) 1. Данные передаются от 1 к 3 2. прием пакета «? » Кольцо (ring) 1. Данные передаются от 1 к 3 2. прием пакета «? » - «не мне» - передача далее Для разрешения передачи 5. прием используется маркер подтверждения – М передача маркера l специальный абонент для 1 2 далее управления обменом, компьютеры не являются полностью равноправными 4. прием пакетаl максимальное количество «? » 3 3. прием пакета 4 «не мне» абонентов: ~1000 и больше «? » - «мне» передача далее формируется l устойчивость к перегрузкам: подтверждение нет конфликтов От 3 к 1 передается подтверждение l каждый компьютер ретранслирует приходящий сигнал l выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу всей сети в целом l подключение новых абонентов требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения l иногда топология «кольцо» выполняется на основе двух кольцевых линий связи l

Объединение топологий Концентратор l Важно: следует различать физическую топологию и логическую. Объединение топологий Концентратор l Важно: следует различать физическую топологию и логическую.

Коммуникационное оборудование l Концентратор - повторить и размножить сигнал с одного входа на всех Коммуникационное оборудование l Концентратор - повторить и размножить сигнал с одного входа на всех прочих l Коммутатор - «избирательный» повторитель + работа с пакетами l l Повторитель l Мост Маршрутизатор – объединение сетей l Точка доступа

Клиенты и серверы l l Сервер – компьютер, обеспечивающий доступ к информации другим компьютерам Клиенты и серверы l l Сервер – компьютер, обеспечивающий доступ к информации другим компьютерам Клиент – компьютер, запрашивающий информацию у сервера

Одноранговые сети l все устройства выступают в роли как клиента так и сервера l Одноранговые сети l все устройства выступают в роли как клиента так и сервера l l l пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации количество пользователей не превышает 30 (!? ) человек пользователи расположены компактно вопросы защиты данных не критичны в обозримом будущем не ожидается значительного расширения сети.

Одноранговые сети: недостатки Учетная запись пользователя Пользователь 1 Пользователь 3 чтение Пользователь 2 чтение Одноранговые сети: недостатки Учетная запись пользователя Пользователь 1 Пользователь 3 чтение Пользователь 2 чтение запись Пользователь 3 Пользователь 2 Права доступа к ресурсу полный доступ Пользователь 1 Учетная запись пользователя Пользователь 4 l Аналогичные настройки для каждого компьютера сети

Альтернатива одноранговой сети Учетная запись пользователя Пользователь 2 Пользователь 3 чтение Пользователь 4 чтение Альтернатива одноранговой сети Учетная запись пользователя Пользователь 2 Пользователь 3 чтение Пользователь 4 чтение запись Пользователь 3 Пользователь 2 Права доступа к ресурсу полный доступ Пользователь 1 Учетная запись пользователя домена Пользователь 4 l Все записи о пользователях сети на контроллере домена

Сети на основе сервера l l клиенты и сервер Применяются, когда в сети должно Сети на основе сервера l l клиенты и сервер Применяются, когда в сети должно быть объединено много пользователей и быстродействия одноранговой сети недостаточно. В сеть включается специализированный компьютер – сервер Вопросы защиты информации решаются централизованно – на сервере

Серверы l l l Файл-сервер: предназначен для хранения файлов и данных Принт-серверы: управление доступом Серверы l l l Файл-сервер: предназначен для хранения файлов и данных Принт-серверы: управление доступом пользователей к принтерам. Серверы приложений: для выполнения прикладных частей клиент-серверных приложений, а также для хранения данных, доступных клиентам. Не предоставляют данные для копирования, но отвечают на запросы Почтовые серверы: управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети Повышенные требования l l l быстрый процессор (или несколько процессоров), оперативная память большого объема быстрые жесткие диски.

Частично децентрализованные (гибридные) сети l Сервер используется для координации, поиска информации Частично децентрализованные (гибридные) сети l Сервер используется для координации, поиска информации

Частично децентрализованные (гибридные) сети l l Сервера используются для координации работы, поиска или предоставления Частично децентрализованные (гибридные) сети l l Сервера используются для координации работы, поиска или предоставления информации о существующих машинах сети и их статусе Пиринговые файлообменные сети l l l peer-to-peer, P 2 P — один на один, с глазу на глаз скачивать один файл сразу с нескольких источников во время скачивания файла пользователем (и после его окончания) этот файл у него могут скачивать и другие клиенты сети требуется дополнительное программное обеспечение например, Bit. Torrent

Операционные системы l Novell Net. Ware – одна из первых вышла на рынок сетевых Операционные системы l Novell Net. Ware – одна из первых вышла на рынок сетевых ОС, обязательно организация «сервер-клиент» , слабая масштабируемость. l Windows – наиболее распространена на текущий момент (для рабочих станций и конечных пользователей); встроена поддержка одноранговых сетей. l UNIX – мощная, но … требует очень хороших знаний и умений, не ориентирована на рядового пользователя.