Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 1 Введение в дисциплину Системы доступа к Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 1 Введение в дисциплину Системы доступа к

Л01 Введ.Осн. понят. (СД-11) - 28.08.11.ppt

  • Количество слайдов: 38

ЛЕКЦИЯ 1: «Введение в дисциплину «Системы доступа к телекоммуникационным и компьютерным сетям» 1. Цель ЛЕКЦИЯ 1: «Введение в дисциплину «Системы доступа к телекоммуникационным и компьютерным сетям» 1. Цель и задачи изучения дисциплины связь с другими дисциплинами. 2. Структура, содержание и объем дисциплины. 3. Список литературы. Контрольные вопросы по темам курса. 4. Основные понятия и определения в области ТК и КС, их классификация. 5. Краткий обзор этапов развития ТК и КС. 6. Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей.

1. Цель и задачи изучения дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Цель изучения дисциплины 1. Цель и задачи изучения дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Цель изучения дисциплины «Системы доступа к телекоммуникационным и компьютерным сетям» (СДк. ТКи. КС) студентами специальностей 1 -45 01 01 «Многоканальные системы телекоммуникаций» и 1 -45 01 02 «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения» предполагает: 1. Систематическое введение в проблематику доступа пользователей к ТК и КС; 2. Рассмотрение основных принципов построения современных СДк. ТКи. КС с применением передовых технологий; 3. Изучение основных понятий, характеристик и параметров программных и аппаратных компонентов, образующих сети доступа; 4. Освоение методов проектирования СДк. ТКи. КС. Основными задачами изучения дисциплины являются: – изучение построения и функционирования современных СДк. ТКи. КС, передовых технологий и тенденций развития в области систем доступа; – изучение назначения, функционирования, основных характеристик и параметров коммуникационной аппаратуры: повторителей, концентраторов, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов; – рассмотрение функционального назначения и взаимодействия основных элементов сетевых операционных систем: сервера, редиректора, коммуникационных драйверов и др. ; изучение методов проектирования систем доступа к ТКи. КС. Для изучения дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин: «Основы теории электрических цепей» ; «Теория электросвязи» ; «Методы и устройства формирования и обработки телекоммуникационных сигналов» ; «Цифровые и микропроцессорные устройства» ; «Направляющие системы телекоммуникаций» , «Многоканальные системы передачи» .

2. Структура, содержание и объем дисциплины. Лекции 16 (32 ч. ). Практические занятия 8 2. Структура, содержание и объем дисциплины. Лекции 16 (32 ч. ). Практические занятия 8 (16 ч. ). Зачет. Лекция 1. Цель и задачи изучения дисциплины связь с другими дисциплинами. Структура, содержание и объем дисциплины. Список литературы. Контрольные вопросы по темам курса. Основные понятия и определения в области систем доступа к телекоммуникационным и компьютерным сетям, их классификация, краткий обзор этапов развития. Лекция 2. Стандартизация в области систем доступа. Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия. Понятие «Открытая система» . Интерфейсы, протоколы и стек протоколов взаимодействия. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Лекция 3. Общие сведения и характеристика систем доступа к информационным и компьютерным сетям. Способ доступа к ТК и КС на базе традиционных сетей PSTN; на базе сетей коллективного доступа, коммутируемый доступ через сети ISDN. Лекция 4. Общие сведения и характеристика систем доступа на базе цифровых систем по технологии x. DSL; доступ к цифровым сетям через сети ОAN; доступ к цифровым сетям через сети CATV.

Лекция 5. Общие сведения и характеристика систем доступа к цифровым сетям на базе беспроводных Лекция 5. Общие сведения и характеристика систем доступа к цифровым сетям на базе беспроводных локальных сетей и персональных сетей Bluetooth. Лекция 6. Назначение и классификация локальных сетей. Топологии локальных сетей: физическая и логическая. Типовой состав оборудования локальной сети. Взаимодействие компьютеров в простейшей локальной сети. Взаимодействие типа «клиент, редиректор, сервер» . Система адресации узлов локальной сети на канальном уровне. Лекция 7. Понятие стека коммуникационных протоколов. Стеки популярных коммуникационных протоколов. Распределение протоколов по узлам сети. Спецификации стандартов в области компьютерных сетей. Лекция 8. Локальные компьютерные сети с коммутацией каналов, коммутацией пакетов и коммутацией сообщений. Дейтаграммная передача пакетов. Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов. Лекция 9. Локальные компьютерные сети: коммутация и структуризация. Маршрутизация, продвижение данных, мультиплексирование и демультиплексирование. Физическая структуризация сети. Логическая структуризация сети на разделяемой среде передачи данных.

Лекция 10. Общая характеристика локальных сетей Token Ring, FDDI, Ethernet. Методы детерминированного доступа к Лекция 10. Общая характеристика локальных сетей Token Ring, FDDI, Ethernet. Методы детерминированного доступа к среде передачи. Метод случайного доступа на основе алгоритма CSMA/CD; возникновение коллизий, время оборота и распознавание коллизий. Лекция 11. Доступ к среде передачи на физическом уровне, стек протоколов, уровни MAC и LCC. Адресация на уровне МАС и LCC в локальных сетях Ethernet, способы назначения адресов. Форматы кадров технологии Ethernet. Производительность сети Ethernet. Сетевые адаптеры, репитеры, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы. Лекция 12. Структура стандартов IEEE 802. x. Ethernet со скоростью 10 Мбит/c. Технологии Ethernet оптических сетей 100 Мбит/c. Высокоскоростные технологии Fast Ethernet. Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet. Высокоскоростная технология 10 G Ethernet. Лекция 13. Коммутируемые локальные сети. Алгоритм прозрачного моста. Основные виды коммутаторов локальных сетей: принципы построения, функционирования, характеристики и особенности конструктивного исполнения. Интеллектуальные функции коммутаторов. Понятие виртуальных сетей. Типы адресов стека TCP/IP, форматы IP-адресов, порядок назначения, отображение IP-адресов на локальные адреса, система DNS. Алгоритмы взаимодействия основных модулей сетевого программного обеспечения.

Лекция 14. Типы адресов стека TCP/IP, форматы IP-адресов, порядок назначения, отображение IP-адресов на локальные Лекция 14. Типы адресов стека TCP/IP, форматы IP-адресов, порядок назначения, отображение IP-адресов на локальные адреса, система DNS. Алгоритмы взаимодействия основных модулей сетевого программного обеспечения на базе операционной системы Windows XP. Лекция 15. Маршрутизация, как основная функция IP-протокола: формат IP-пакета, схема и таблицы маршрутизации, использование масок. Фрагментация IPпакетов. Лекция 16. Протоколы транспортного уровня TCP и UDP. Формат TCP-сегмента, логические соединения, алгоритм скользящего окна. Внешние и внутренние шлюзовые протоколы маршрутизации, протоколы RIP, BGP и ICMP. Маршрутизаторы: функции, уровни интерфейсов и протоколов, классификация по областям применения.

Перечень тем практических занятий (ПЗ 16 ч. ) 1. Доступ к ТК и КС Перечень тем практических занятий (ПЗ 16 ч. ) 1. Доступ к ТК и КС с использованием традиционных сетей PSTN. Основные понятия и определения. Составление структурной схемы СД на базе сети PSTN, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети. 2. Доступ к ТК и КС с использованием сетей ISDN. Основные понятия и определения. Составление структурной схемы СД на базе сети ISDN, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети. 3. Доступ к ТК и КС с использованием сетей x. DSL. Основные понятия и определения. Составление структурной схемы СД на базе сети x. DSL, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети. 4. Доступ к ТК и КС с использованием сетей CTV. Основные понятия и определения. Составление структурной схемы СД на базе сети CTV, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети.

5. Доступ к ТК и КС с использованием беспроводных локальных сетей. Основные понятия и 5. Доступ к ТК и КС с использованием беспроводных локальных сетей. Основные понятия и определения. Составление структурных схем систем доступа на базе беспроводных локальных сетей, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик. 6. Доступ к ТК и КС с использованием локальных компьютерных сетей. Основные понятия и определения. Составление структурной схемы СД на базе сети коллективного доступа, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети. 7. Доступ к ТК и КС с использованием сетей Ethernet на витой паре и коаксиальном кабеле. Основные понятия и определения. Составление структурных схем сетей Ethernet: 10 Base-5, 10 Base -2, 10 Base-T, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети. 8. Доступ к ТК и КС с использованием высокоскоростных сетей Ethernet. Основные понятия и определения. Составление структурных схем высокоскоростных сетей по технологии Fast Ethernet, технологии Gigabit Ethernet, технологии 10 G Ethernet, выбор состава оборудования, анализ сетевых характеристик, расчет параметров функциональных элементов сети.

3. Список литературы Олифер В. Г, Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. 3. Список литературы Олифер В. Г, Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. 3 -е изд. – СПб. : Питер, 2007. – 958 с. Крук Б. И. , Попантонопуло В. Н. , В. П. Шувалов. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие в 3 -х томах. Том 1 – Современные технологии/ под редакцией В. П. Шувалова. - Изд. 3 -е, испр. и доп. – М. : Горячая линия – Телеком, 2004. - 647 с. Андерсон К. , Минаси М. Локальные сети. Полное руководство. - М. : ЭНТРОП, 1999. – 624 с. Блэк Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы. – М. : Мир, 1990. – 506 с. Боккер П. ISDN. Цифровая сеть с интеграцией служб. Понятия, методы, системы. – М. : Радио и связь, 1991. – 304 с. Буассо М. Введение в технологию АТМ. – М. : Радио и связь, 1997. – 128 с. Дженнингс Ф. Практическая передача данных: Модемы, сети, протоколы. - М. : Мир, 1989. – 272 с.

Захаров Г. П. Симонов М. В. Яновский Г. Г. Службы и архитектура широкополосных цифровых Захаров Г. П. Симонов М. В. Яновский Г. Г. Службы и архитектура широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания. - М. : ЭКОТРЕНДЗ, 1993. - 148 с. Золотов С. Протоколы Internet. - СПб. : BHV, 1998. – 172 с. Иванова Т. И. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. – М. : Эко-Трендз, 1999. – 240 с. Ирвин Дж. , Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход. – СПб. : БХВ-Петербург, 2003. – 448 с. Куин Л. , Рассел Р. Fast Ethernet– К. : Издательская группа BHV, 1998. – 448 с. Мельников Д. А. Информационные процессы в современных компьютерных сетях. - М. Кудиц-образ, 1999 – 256 с. Назаров А. Н. , Симонов М. В. АТМ: технология высокоскоростных сетей. – М. : Эко-Трендз, 1998. – 252 с. Ретана А. , Слайс Д. , Уайт Р. Принципы проектирования корпоративных IPсетей. – М. : Издательский дом "Вильямс", 2002. – 368 с.

Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. М. : ЭКО-ТРЕНДЗ, 1997. - 148 с. Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. М. : ЭКО-ТРЕНДЗ, 1997. - 148 с. Спортак М. , Паппас Ф. Компьютерные сети и сетевые технологии. – К. : ООО "ТИД "ДС"", 2002. – 736 с. В. Горальски. Технология ADSL и НDSL – М. : ЛОРИ, 2000. – 296 с. Убайдуллаев Р. Волоконно-оптические сети. - М. : Эко-Трендз, 2000. – 267 с. Челлис Д. , Перкинс Ч. , Стриб М. Основы построения сетей. Учебное руководство для специалистов MCSE. - М. : Лори, 1997. - 323 с. Щербо В. К. Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей. Справочник. – М. Кудиц-образ, 2000 – 272 с. Столлингс В. Современные компьютерные сети. - 2 -е изд. – СПб. : Питер, 2003. Столлингс В. Передача данных. - 4 -е изд. – СПб. : Питер, 2004. Стерн, Монти. Сети предприятий на основе Windows NT для профессионалов/Перев. с англ. – СПб. : Питер, 1999. Ричард Стивенс. Протоколы. ТСР/IP. Практическое руководство. – СПб. : БХВ, 2003.

Вопросы и предложения по темам курса 1. Что такое «Глобальная» и «Локальная» сеть? Чем Вопросы и предложения по темам курса 1. Что такое «Глобальная» и «Локальная» сеть? Чем можно объяснить тот факт, что глобальные сети появились раньше локальных? 2. Поясните использование термина «сеть» в следующих предложениях: - сеть нашего предприятия включает сеть Ethernet и сеть Token Ring; - маршрутизатор - это устройство, которое соединяет сети; - чтобы получить выход в Internet, необходимо получить у поставщика услуг Internet номер сети; - в последнее время IP-сети становятся все более распространенными; - гетерогенность корпоративной сети приводит к тому, что на первый план часто выходит проблема согласования сетей. 3. Какое приложение, выполняемое в сети, можно назвать сетевым? 4. Назовите главные недостатки полносвязной топологии, а также топологий типа общая шина, звезда, кольцо. 5. Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet, построенная на основе концентратора: общая шина или звезда? 6. Какие из следующих утверждений верны? : - разделение линий связи приводит к повышению пропускной способности канала; - конфигурация физических связей может совпадать с конфигурацией логических связей;

- главной задачей службы разрешения имен является проверка сетевых имен и адресов на допустимость; - главной задачей службы разрешения имен является проверка сетевых имен и адресов на допустимость; - протоколы без установления соединений называются также дейтаграммными протоколами. 7. Определите функциональное назначение основных типов коммуникационного оборудования : повторителей, концентраторов, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов. 8. В чем отличие логической структуризации сети от физической? 9. Если все коммуникационные устройства в приведенном ниже фрагменте сети (рис. 1) являются концентраторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D? Рис. 1. Фрагмент сети.

10. Если в предыдущем упражнении изменить условия и считать, что все коммуникационные устройства являются 10. Если в предыдущем упражнении изменить условия и считать, что все коммуникационные устройства являются коммутаторами, то на каких портах появится кадр, посланный компьютером А компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D? 11. Что такое «открытая система» ? Приведите примеры закрытых систем. 12. Поясните разницу в употреблении терминов «протокол» и «интерфейс» применительно к многоуровневой модели взаимодействия устройств в сети. 13. Что стандартизует модель OSI? 14. Дайте краткое описание функций каждого уровня и приведите примеры стандартных протоколов для каждого уровня модели OSI. 15. Какая организация разработала основные стандарты сетей Ethernet и Token Ring? 16. В чем состоит отличие локальных сетей от глобальных на уровне служб? На уровне транспортной системы? 17. Назовите наиболее часто используемые характеристики производительности сети? 18. Что важнее для передачи мультимедийного трафика: надежность или синхронность? 19. Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые данные? 20. Каким будет теоретический предел скорости передачи данных в битах в секунду по каналу с шириной полосы пропускания в 20 к. Гц, если мощность передатчика составляет 0, 01 м. Вт, а мощность шума в канале равна 0, 0001 м. Вт? 21. Определите пропускную способность канала связи для каждого из направлений дуплексного режима, если известно, что его полоса пропускания

равна 600 к. Гц, а в методе кодирования используется 10 состояний сигнала. 22. Рассчитайте равна 600 к. Гц, а в методе кодирования используется 10 состояний сигнала. 22. Рассчитайте задержку распространения сигнала и задержку передачи данных для случая передачи пакета в 128 байт: - по кабелю витой пары длиной в 100 м при скорости передачи 100 Мбит/с; - коаксиальному кабелю длиной в 2 км при скорости передачи в 10 Мбит/с; - спутниковому геостационарному каналу протяженностью в 72 000 км при скорости передачи 128 Кбит/с, если скорость распространения сигнала в воздухе равна скорости света в вакууме 300 000 км/с. а при распространении по электрическому кабелю - 230000 км/с. 23. Поясните, из каких соображений выбрана пропускная способность 64 кбит/с элементарного канала цифровых телефонных сетей? 24. Как передатчик определяет факт потери положительной квитанции в методе скользящего окна? 25. Сеть с коммутацией пакетов испытывает перегрузку. Для устранения этой ситуации размер окна в протоколах компьютеров сети нужно увеличить или уменьшить? 26. Как влияет надежность линий связи в сети на выбор размера окна? 27. В чем проявляется избыточность TDM-технологии? 28. Какой способ коммутации более эффективен: коммутация каналов или коммутация пакетов? В каком случае и при передаче какой информации? 29. Объясните разницу между тремя понятиями: - логические соединения, на которых основаны некоторые протоколы; - виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов; - составные каналы в сетях с коммутацией каналов.

30. Что такое коллизия: - ситуация, когда станция, желающая передать пакет, обнаруживает, что в 30. Что такое коллизия: - ситуация, когда станция, желающая передать пакет, обнаруживает, что в данный момент другая станция уже заняла передающую среду; - ситуация, когда две рабочие станции одновременно передают данные в разделяемую передающую среду. 31. Что такое домен коллизий? Какие из отмеченных фрагментов сети являются доменами коллизий? Рис. 2. Домены коллизий.

32. В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя кадра в стандарте Ethernet? 33. 32. В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя кадра в стандарте Ethernet? 33. Какие сетевые средства осуществляют jabber control? 34. Объясните, что означают и чему равны значения следующих характеристик стандарта 10 Base-5: - номинальная пропускная способность (бит/с); - эффективная пропускная способность (бит/с); - пропускная способность для кадров минимального и максимального размера (кадр/с); - внутрипакетная скорость передачи (бит/с); - межбитовый интервал (с). 35. Чем объясняется, что минимальный размер кадра в стандарте 10 Base-5 был выбран равным 64 байт? 36. Что может произойти в сети, в которой передаются кадры Ethernet разных форматов? 37. При каких типах ошибок в сети Ethernet концентратор обычно отключает порт? 38. Как величина MTU влияет на работу сети? Какие проблемы несут слишком длинные кадры? В чем состоит неэффективность коротких кадров? 39. Как коэффициент использования влияет на производительность сети Ethernet? 40. Если один вариант технологии Ethernet имеет более высокую скорость передачи данных, чем другой (например, Fast Ethernet и Ethernet), то какая из них поддерживает большую максимальную длину сети?

41. Из каких соображений выбрана максимальная длина физического сегмента в стандартах Ethernet? 42. Проверьте 41. Из каких соображений выбрана максимальная длина физического сегмента в стандартах Ethernet? 42. Проверьте корректность конфигурации сети Fast Ethernet, приведенной на рисунке 3. Рис. 3. Конфигурация сети Fast Ethernet 43. Укажите максимально допустимые значения MTU для Ethernet и Token Ring; 44. Опишите алгоритм доступа к среде технологии Token Ring. 45. Из каких соображений выбирается максимальное время оборота маркера по кольцу? 46. Если бы вам пришлось выбирать, какую из технологий - Ethernet или Token Ring - использовать в сети вашего предприятия, какое решение вы бы приняли? 47. Какие соображения привели бы в качестве обоснования этого решения? 48. Что общего в работе концентратора l 00 VG-Any. LAN и обычного моста?

49. Какие из ниже перечисленных пар сетевых технологий совместимы по форматам кадров и, следовательно, 49. Какие из ниже перечисленных пар сетевых технологий совместимы по форматам кадров и, следовательно, позволяют образовывать составную сеть без необходимости транслирования кадров: - Тoken Ring - Fast Ethernet; - Token Ring - l 00 VG-Any. LAN; - Ethernet - Fast Ethernet; - Ethernet - l 00 VG-Any. LAN; 50. Из-за увеличения пропускной способности минимальный размер кадра в Gigabit Ethernet пришлось увеличить до 512 байт. Почему в тех случаях, когда передаваемые данные не могут полностью заполнить поле данных кадра, оно дополняется до необходимой длины неким «заполнителем» , который не несет полезной информации? Что предпринято в Gigabit Ethernet для сокращения накладных расходов, возникающих при передаче коротких данных? 51. С чем связано ограничение, известное как «правило 4 -х хабов» ? 52. Что такое структурированная кабельная система? 53. Как влияет на производительность сети пропускная способность сетевого адаптера и пропускная способность порта концентратора? 54. Имеются ли отличия в работе сетевых адаптеров, соединяющих компьютер с коммутатором или с мостом, или с концентратором? 55. Какова роль маршрутизаторов в глобальных сетях? 56. В соответствии с основной функцией концентратора - повторением сигнала -его относят к устройствам, работающим на физическом уровне модели OSI. Приведите примеры дополнительных функций концентратора, для выполнения которых концентратору требуется информация протоколов более высоких уровней?

57. Почему для соединения концентраторов между собой используются специальные порты? 58. Каким образом мост/коммутатор 57. Почему для соединения концентраторов между собой используются специальные порты? 58. Каким образом мост/коммутатор строит свою внутреннюю таблицу? 59. Что случится, если во время работы моста/коммутатора произойдет реконфигурация сети, например, будут подключены новые компьютеры? 60. О чем говорит размер внутренней адресной таблицы моста? Что произойдет, если таблица переполнится? 61. Что нужно сделать администратору сети, чтобы мосты, не поддерживающие алгоритм Spanning Tree, правильно работали в сети с петлями? 62. Что произойдет, если в сети, построенной на концентраторах, имеются замкнутые контуры (например, как на рис. 4. )? : Рис. 4. Фрагмент сети с концентраторами

- сеть будет работать нормально; - кадры не будут доходить до адресата; - в - сеть будет работать нормально; - кадры не будут доходить до адресата; - в сети при передаче любого кадра будет возникать коллизия; - произойдет зацикливание кадров. 63. Какие дополнительные возможности имеют мосты, поддерживающие алгоритм Spanning Tree? 64. В чем отличие между резервированием связей маршрутизаторами, с одной стороны, и мостами, поддерживающими алгоритм Spanning Tree, с другой стороны? 65. Почему полнодуплексный Ethernet не поддерживается в концентраторах? 66. Можно ли соединить транслирующим коммутатором сегменты, в которых установлено разное максимальное значение поля данных? 67. Имеется ли специфика в использовании мостов и коммутаторов? Приведите примеры, когда замена моста коммутатором не повышает производительности сети. 68. Почему недорогие коммутаторы, выполняющие ограниченное число функций, обычно работают по быстрому алгоритму обработки пакетов «на лету» , а дорогие коммутаторы, с большим числом функций - по более медленному алгоритму буферизации пакетов? 69. Какая информация содержится в таблицах мостов/коммутаторов и маршрутизаторов? 70. Поясните определение: «Виртуальная локальная сеть - это домен распространения широковещательных сообщений» . 71. В каких, например, случаях появляется необходимость в создании виртуальных сегментов?

72. В чем состоит отличие задач, решаемых протоколами сетевого уровня в локальных и глобальных 72. В чем состоит отличие задач, решаемых протоколами сетевого уровня в локальных и глобальных сетях? 73. Сравните таблицу моста/коммутатора с таблицей маршрутизатора. Каким образом они формируются? Какую информацию содержат? От чего зависит их объем? 74. Таблица маршрутизации содержит записи о сетях назначения. Должна ли она содержать записи обо всех сетях составной сети или только о некоторых? Если только о некоторых, то о каких именно? 75. Может ли в таблице маршрутизации иметься несколько записей о маршрутизаторах по умолчанию? Рис. 5. Режимы работы ПК с двумя сетевыми портами

76. Сколько уровней имеет стек протоколов TCP/IP? Каковы их функции? Какие особенности этого стека 76. Сколько уровней имеет стек протоколов TCP/IP? Каковы их функции? Какие особенности этого стека обусловливают его лидирующее положение в мире сетевых технологий? 77. Какие протоколы стека TCP/IP относятся к уровню Internet (уровню межсетевого взаимодействия)? 78. В чем проявляется ненадежность протокола IP? 79. Могут ли быть обнаружены ошибки на уровне Internet? Могут ли они быть исправлены средствами этого уровня? 80. В чем особенности реализации алгоритма скользящего окна в протоколе TCP? 81. Какие из следующих утверждений верны всегда? : - каждый порт моста/коммутатора имеет МАС – адрес; - каждый мост/коммутатор имеет сетевой адрес; - каждый порт моста/коммутатора имеет сетевой адрес; - каждый маршрутизатор имеет сетевой адрес; - каждый порт маршрутизатора имеет МАС – адрес; - каждый порт маршрутизатора имеет сетевой адрес. 82. Сравните функции маршрутизаторов, которые поддерживают маршрутизацию от источника, с функциями маршрутизаторов, поддерживающих протоколы адаптивной маршрутизации. 83. Какие элементы сети могут выполнять фрагментацию? : - только компьютеры; - только маршрутизаторы; - компьютеры, маршрутизаторы, мосты, коммутаторы; - компьютеры и маршрутизаторы.

84. Что произойдет, если при передаче пакета он был фрагментирован и один из фрагментов 84. Что произойдет, если при передаче пакета он был фрагментирован и один из фрагментов не дошел до узла назначения после истечения тайм-аута? - модуль IP узла-отправителя повторит передачу недошедшего фрагмента; - модуль IP узла-отправителя повторит передачу всего пакета, в состав которого входил недошедший фрагмент; - модуль IP узла-получателя отбросит все полученные фрагменты пакета, в котором потерялся один фрагмент; - модуль IP узла-отправителя не будет предпринимать никаких действий по повторной передаче пакета данного пакета. 85. Каким образом должен быть сконфигурирован маршрутизатор, чтобы он предотвращал «широковещательный шторм» ?

4. Основные понятия и определения в области телекоммуникационных (ТК) и компьютерных сетей (КС), их 4. Основные понятия и определения в области телекоммуникационных (ТК) и компьютерных сетей (КС), их классификация. Коммуникационная сеть – совокупность узлов и оконечных станций, соединенных коммуникационными каналами, и набор оборудования, которое необходимо для соединения станций и передачи между ними продукта. В зависимости от вида передаваемого продукта различают сети: энергетические; транспортные; информационные; и др. (Пример – сеть ЖД) Информационная сеть – это коммуникационная сеть, в которой продуктом передачи, переработки, хранения и использования является информация. Компьютерная сеть – коммуникационная сеть, представляющая собой совокупность компьютерных узлов и станций (коммутаторов, маршрутизаторов, персональных компьютеров , терминалов и др. ), которые взаимосвязаны, взаимозависимы, имеют возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью коммуникационного оборудования и программных средств. Интерфейс – в широком смысле – это формально определенные правила взаимодействия, а также логическая и физическая границы (физический порт) между взаимодействующими объектами. Интерфейс задает процедуры, характеристики и параметры взаимодействия объектов в составе узла сети. Физический интерфейс (порт) – определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов. Конструктивно он представляет собой разъем с набором контактов, за каждым из которых «закреплен» тот или иной сигнал.

Логический интерфейс – это формализованный набор информационных сообщений определенного формата (представления), которыми обмениваются два Логический интерфейс – это формализованный набор информационных сообщений определенного формата (представления), которыми обмениваются два объекта взаимодействия, например, две программы, а также набор правил, определяющих логику обмена этими сообщениями в пределах узла сети. В компьютере операции интерфейса реализуются аппаратным устройством интерфейсной картой (сетевым контроллером) и специальной программой (драйвером, управляющим этим контроллером). Примерами стандартных интерфейсов в персональном компьютере (ПК) являются параллельный интерфейс (Сеntronics), передающий данные байтами и последовательный интерфейс - СОМ-порт, передающий данные битами. Узел сети – это физический объект, который выполняет одну или множество функций сети по целесообразному преобразованию данных, их хранению, приему/передаче и пр. Это, например, ПК, терминал, коммутатор, шлюз. Протокол – в широком смысле – это синоним интерфейса. Основное их отличие заключается в том, что интерфейсы определяют правила взаимодействия модулей разных уровней иерархии в одном узле сети, а протокол определяет взаимодействие модулей одного уровня иерархии в разных узлах сети. Стек протоколов – это иерархический набор протоколов взаимодействующих узлов в сети, достаточный для организации согласованной работы иерархий аппаратных и программных средств этих узлов. Он определяет соглашения между участниками сетевого обмена информацией - узлами, например, по уровням и форме сигналов, по размерам сообщений, методам контроля достоверности и др. Терминальные (оконечные) системы обычно содержат клавиатуру для ввода данных в сеть, монитор устройство отображения и/или принтер для представления данных, вводимых в сеть выводимых из сети, факсимильный аппарат и др.

Видеотерминал (дисплей) - это отдельный терминал, включающий клавиатуру и устройство отображения. Различают терминальные системы Видеотерминал (дисплей) - это отдельный терминал, включающий клавиатуру и устройство отображения. Различают терминальные системы синхронного и асинхронного типов. Многофункциональные терминалы являются базой для интеграции услуг документальной электросвязи. Они строятся на базе ПК, оборудованного устройствами печати, сканером, кассовым аппаратом, факсом, оборудованием безналичных банковских расчетов и пр. Технология доступа к ТКС или КС – это совокупность способов и процедур ввода/вывода информации в/из ТК и КС с целью обеспечения телекоммуникации (связи) пользователей (абонентов) сетей. Она является частью общей технологии сети. Технология доступа к ТК и КС, как наука, призвана выявлять закономерности технического и информационного взаимодействия аппаратных и программных средств сетей с целью отыскания наиболее эффективных способов доступа пользователей к информационным ресурсам и обеспечения связи. Классификация компьютерных сетей. Компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков. 1. В зависимости от расстояния между узлами различают следующие сети: - локальная вычислительная сеть (LAN – Local Area Network) – компьютерная сеть передачи данных, охватывающая ограниченную территорию (обычно в пределах одного здания) и использующая относительно короткие линии связи между узлами сети, от десятка метров до 1… 2 км. ; - кампусная вычислительная сеть (СAN – Campus Area Network) – объединяет локальные вычислительные сети близко расположенных зданий; - корпоративная сеть – организуется в масштабе предприятия и является совокупностью связанных между собой LAN одного предприятия, учреждения;

- городская вычислительная сеть, или сеть мегаполиса (МAN – Metropolitan Area Network) – предназначена - городская вычислительная сеть, или сеть мегаполиса (МAN – Metropolitan Area Network) – предназначена для обслуживания территорий крупных городов или регионов; - глобальная вычислительная сеть или территориальная (WAN – Wide Area Network) – территориально-распределенная сеть, которая охватывает значительное географическое пространство, не имеет единой сетевой архитектуры, построена на основе. коммутируемых или выделенных каналов существующих сетей. Фактически WAN реализует конечный транспортный механизм переноса данных из одной LAN в другую в пределах WAN. 2. Топология сети – это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют узлы сети (ПК, коммутационные устройства, терминалы и пр. ). Ребра этого графа представляют собой физические каналы (проводные , радио, оптические) или информационные (логические или виртуальные каналы) связи между вершинами. В зависимости от характера соединения узлов сети различают следующие топологии сетей: - полносвязная, в которой каждая вершина графа связана с другой; - неполносвязная, в которой отсутствует хотя бы одна связь. Это шинная; кольцевая; звездообразная; иерархическая (древовидная); ячеистая; смешанная. 3. В зависимости от способа управления сети подразделяются на: – клиент/сервер. Клиент – это объект, который запрашивает некоторые услуги, сервер – объект, который их предоставляет. В сети один или несколько узлов, выполняющие управляющие функции или функции обслуживания – это серверы, а остальные узлы – терминалы, на которых работает пользователь; – одноранговые – это сети, в которых все узлы равноправны. Каждый узел в

4. В зависимости от прав собственности различают сети общего пользования, например, «Internet» , и 4. В зависимости от прав собственности различают сети общего пользования, например, «Internet» , и частные, например, сеть частной авиакомпании, банка и др. 5. Названия сетей, как правило, совпадает с названием сетевых технологий, например, в локальной сети Ethernet используется технология Ethernet. Широкое распространение в локальных сетях также получили технологии, Token Ring, FDDI, а в глобальных – Х. 25, Frame Relay, АТМ, SDH, давшие названия соответствующим видам сетей. 6. В зависимости от используемых способов коммутации можно выделить следующие разновидности сетей: – сеть с коммутацией каналов (КК) – использует способ организации связи без буферизации данных, когда (при необходимости обмена информацией между узлами сети) устанавливается физическое соединение с помощью одного или нескольких коммутаторов на все время сеанса связи до тех пор, пока соединение не будет разомкнуто; – сеть с коммутацией сообщений (КС) – сеть, в которой пересылка сообщений осуществляется в целом (от начала до конца) по виртуальному каналу без создания физически коммутируемого соединения между оконечными станциями; – сеть с коммутацией пакетов (КП) – использует передачу сообщений по частям в виде пакетов с коммутацией направлений их передачи в сетевых узлах. Для этого сообщение предварительно разбивается на пакеты определенной длины, и канал связи занят только на время передачи пакета. Такая сеть обеспечивает эффективную передачу неравномерного трафика, характерного при множественном доступе к сети компьютерных пользователей.

Достоинства сетей с КП по сравнению с сетями с КС: – ускоряется передача данных Достоинства сетей с КП по сравнению с сетями с КС: – ускоряется передача данных в сетях, так как пакеты могут передаваться параллельно по разным участкам сети (по разным маршрутам); – ограничение максимального размера пакета сверху позволяет оптимизировать объем памяти коммутационных устройств; – при обнаружении ошибок осуществляется повторная передача пакета, а не всего сообщения. Существуют два режима работы сетей с КП: 1. Режим виртуальных каналов; 2. дейтаграммный режим. В режиме виртуальных каналов пакеты одного сообщения передаются в естественном порядке по установленному маршруту, при этом по одному сегменту физической линии связи могут передаваться пакеты разных сообщений. Виртуальный канал может быть постоянным (задаваться сетевым администратором) или динамическим, который выбирается автоматически. Контроль правильности передачи пакетов производится путем возврата отправителю сообщения, подтверждающего прием, – квитанции. Контроль может осуществляется во всех узлах сети с КП, или только в оконечных узлах. Контроль правильности может осуществляться старт-стопным методом или использоваться способ передачи в «окне» . В дейтаграммном режиме сообщение делится на дейтаграммы (пакеты - части сообщения, передаваемые независимо друг от друга). Дейтаграммы одного и того же сообщения могут передаваться по сети по различным маршрутам и поступать к получателю в произвольной последовательности. Сборка пакетов в сообщение (по номерам) и контроль качества передачи производится только в оконечном узле.

5. Краткий обзор этапов развития ТК и КС. Компьютерные сети (КС) или сети передачи 5. Краткий обзор этапов развития ТК и КС. Компьютерные сети (КС) или сети передачи данных являются результатом развития и взаимопроникновения компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны они могут рассматриваться как группа компьютеров, обменивающихся данными и выполняющих взаимосвязанные задачи (КС), а с другой – как средство передачи информации на большие расстояния (ТКС). С появлением в 50 -х годах мощных ЭВМ (мэйнфреймов) возникла технология многопользовательского доступа к их ресурсам, основанная на пакетной обработке заданий пользователей, представленных в виде набора перфокарт (Рис. 1. 1). Недостатки этой технологии: медленный доступ; невозможность оперативно исправлять в процессе работы ЭВМ ошибки «набивки» перфокарт. Прообразом КС явилась многотерминальная система коллективного доступа к мощной ЭВМ, работающая в режиме разделения времени, в которой каждый пользователь имел собственный терминал для доступа в интерактивном режиме к вычислительным ресурсам мэйнфрейма (Рис. 1. 2). Такие системы создавались в начале 60 -х годов с появлением достаточно дешевых процессоров, на базе которых строились терминалы. Однако эти системы все еще поддерживали централизованную обработку данных, а пользователи территориально находились в районе вычислительного центра, построенного на базе мэйнфрейма. В 1969 году в США была построена сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров, получившая название ARРANET (прообраз Internet), в которой была реализована возможность обмена данными между компьютерами, что является базовым признаком любой КС.

Вычислительный центр на базе мэйнфрейма Пакет заданий Мэйнфрэйм Дисковый накопитель Устр. ввода Пакет перфокарт Вычислительный центр на базе мэйнфрейма Пакет заданий Мэйнфрэйм Дисковый накопитель Устр. ввода Пакет перфокарт Пользователи с пакетами заданий на выполнение вычислительной работы Рис. 1. 1. Система доступа к ЭВМ по методу пакетной обработки.

Мэйнфрейм 4 -й этаж 3 -й этаж Терминалы 2 -й этаж Терминалы 1 -й Мэйнфрейм 4 -й этаж 3 -й этаж Терминалы 2 -й этаж Терминалы 1 -й этаж Рис. 1. 2. Многотерминальная система коллективного доступа

Дальнейшее развитие КС шло по пути предоставления удаленного (на сотни и тысячи километров) доступа Дальнейшее развитие КС шло по пути предоставления удаленного (на сотни и тысячи километров) доступа пользователей к разделяемым ими ресурсам нескольких включенных в сеть мощных ЭВМ. В таких сетях в качестве среды передачи данных использовались телефонные сети, тем более, что с конца 60 -х годов в них стала применяться передача голоса в цифровой форме. Можно считать, что исторически первыми появились глобальные вычислительные сети, WAN (Wide Area Networks). Однако из-за низкой пропускной способности телефонных каналов тональной частоты и высокого уровня искажений и помех протоколы сетей WAN отличались сложными процедурами контроля и восстановления данных, что приводило к усложнению аппаратуры доступа и передачи данных. Типичным примером таких сетей явились сети, разработанные в начале 70 -х годов по сетевой технологии Х. 25 (США). Сетевая технология – это согласованный набор аппаратных и программных средств, обеспечивающий механизмы обмена данными, достаточные для построения сети. Появление в начале 70 -х годов больших интегральных схем (БИС) существенно повлияло на эволюцию КС. Относительно невысокая стоимость микросхем и хорошие функциональные возможности привели к созданию мини. ЭВМ, которые будучи объединенными в сеть и за счет параллельной обработки данных решали многие задачи быстрее мэйнфреймов и оказывались дешевле. На их базе начали строится локальные вычислительные сети (LAN - Local Area Networks) в виде объединения компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории (локально) и принадлежащих одной структурной организации пользователей (Рис. 1. 3).

Терминалы Коммутаторы Мини-ЭВМ Рис. 1. 3. Локальна компьютерная сеть организации пользователей. Терминалы Коммутаторы Мини-ЭВМ Рис. 1. 3. Локальна компьютерная сеть организации пользователей.

В первых локальных сетях использовались разнообразные устройства сопряжения, которые могли соединять лишь те модели В первых локальных сетях использовались разнообразные устройства сопряжения, которые могли соединять лишь те модели мини-компьютеров, которые применялись в данных конкретных сетях. При этом использовались свои способы представления данных на линиях связи, свои типы кабелей, свои системы доступа и т. п. Нестандартные подходы к проектированию LAN существенно сдерживали их массовое внедрение и не удовлетворяли возрастающий спрос. Поэтому в середине 80 -х годов утвердились стандартные сетевые технологии, такие как Ethernet, Arc. Net, Token Ring, позже FDDI. Мощным стимулом для стандартизации в области LAN стало появление персональных компьютеров (ПК). Они оказались идеальными элементами для построения сетей – были достаточно мощными, чтобы обеспечивать работу сетевых операционных систем (ОС), и нуждались в объединении для решения сложных задач, требующих больших вычислительных ресурсов. Стандартные сетевые технологии существенно упростили процесс построения LAN. Для этого достаточно было приобрести стандартный кабель, установить стандартный адаптер в ПК, соединить их с помощью стандартных разъемов и с помощью стандартных коммутаторов или концентраторов сконфигурировать сеть из нескольких ПК. После установки на них сетевой ОС сеть готова к эксплуатации. В конце 80 -х годов весьма отчетливо проявились различия между глобальными и локальными сетями: - в LAN протяженность линий связи существенно меньше и можно использовать более дорогие, но высококачественные кабели; - в LAN за счет высокой надежности каналов связи методы передачи и сетевое оборудование проще;

- в LAN скорость обмена данными (10 – 100 Мбит/с) в то время была - в LAN скорость обмена данными (10 – 100 Мбит/с) в то время была существенно выше, чем в глобальных (не более 2 Мбит/с); - в LAN разнообразие предоставляемых услуг (сервисов) было больше. Упростился доступ к общим сетевым ресурсам в форме «дерева» ресурсов. С течением времени различия между локальными и глобальными сетевыми технологиями стали сглаживаться за счет объединения ЛС друг с другом, посредством глобальных сетей в качестве связующей среды. Сближение в методах передачи данных происходило на базе цифровой передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Высокое качество цифровых каналов изменило требования к протоколам глобальных компьютерных сетей. Большую роль в сближении локальных и глобальных вычислительных сетей сыграл сетевой - интернет протокол, IP (Internet Protocol), который в настоящее время работает поверх любых технологий как локальных, так и глобальных сетей, тем самым объединяя различные подсети в единую составную сеть. Появились новые технологии изначально предназначенные для обоих видов сетей, например, технология ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим передачи. Другим примером может служить технология Ethernet изначально разработанная для LAN в настоящее время имеет версию Ethernet 10 G, которая позволяет передавать данные со скоростью 10 Гбит/с по магистральным оптическим линям как глобальных, так и крупных локальных сетей. Еще одним примером сближения локальных и глобальных вычислительных сетей является появление сетей, занимающих между ними промежуточное положение – это сети MAN (Metropolitan Area Networks) – сети метрополии или городские сети, предназначенные для обслуживания крупных городов.

6. Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей. Практически с момента появления LAN предпринимаются попытки создания 6. Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей. Практически с момента появления LAN предпринимаются попытки создания универсальной мультисервисной сети, которая была бы способна предоставлять услуги как компьютерных, так телекоммуникационных сетей, таких как телефонные, радио, телевизионные и др. Технологическое сближение сетей происходит на основе: - передачи информации различного вида в единой цифровой форме; - пакетной передачи (метода коммутации пакетов); - программирования услуг, которое осуществляется серверами сети. Одним из признаков конвергенции является сближение видов услуг, предоставляемых сетью клиентам. Первой (но не очень успешной) попыткой оказалось создание мультисервисной сети ISDN (Integrated Services Digital Networks) – цифровой сети с интеграцией услуг. Она способна оказывать услуги телефонии и передачи данных, Однако на практике ISDN в настоящее время предоставляет в основном услуги телефонии. Сегодня на роль глобальной мультисервисной сети нового поколения претендует глобальная сеть Internet. В ней, например, создан такой сервис, как универсальная служба сообщений, объединяющая электронную почту, телефонию, факс, пейджинг, объявления и пр. На сегодня становится очевидным, что мультисервисная сеть нового поколения – инфокоммуникационная, не может быть создана на базе какого-либо одного подхода или одной технологии. Ее может породить лишь процесс конвергенции (взаимопроникновения) разных сетевых технологий. При этом новая технология возьмет лучшее от каждой из них и позволит создавать новые услуги (сервисы).