Обзор глобальных и локальных сетей ТЕМА 1 по

Обзор глобальных и локальных сетей ТЕМА 1 по материалам учебника Проектирование и внедрение компьютерных сетей. учебный курс, 2 -е издание/Майкл Палмер. -Спб: . БХВ, 2004 Составитель В. А. Григорьев 2008 1

Содержание • Виды сетей. Основные понятия. • Определение типа сети • Межсетевой обмен • Сетевое оборудование • Типы локальных сетей • Топологии локальных сетей • Типы кабелей Глобальные сети • История Глобальных сетей • Телекомуникационные сервисы • Выделенные линии • Switchet 56 • ISDN • Frame relay • SMDS • ATM • SONET 2

Введение Цель главы дать обзор основных типов сетей, истории локальных и глобальных сетей, интеграции сетевых протоколов, подготовительных этапов проектирования локальных сетей, новых тенденций РАЗВИТИЯ СЕТЕЙ. 3

Виды сетей. Основные понятия. • Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, устройств печати, сетевых устройств и компьютерных программ, связанных между собой кабелями или радиоволнами. • Большинство первых сетей передавали данные по медному проводу, а сегодня они могут обеспечивать обмен данными, речевыми и видеосигналами, используя провода, оптоволоконную среду, радио и УКВ-волны 4

5

Виды компьютерных сетей по радиусу действия и сложности • локальные сети • региональные сети • глобальные сети 6

7

Региональная (городская) сеть (MAN), соединяющая три здания в одном городе MAN 8

Глобальная сеть (wide area network, WAN) • наивысший уровень в классификации сетей • крупномасштабная система сетей • Глобальная сеть образуется из нескольких локальных (или региональных) сетей • множество локальных и региональных сетей, находящихся на разных континентах 9

Глобальная сеть 10

Определение типа сети • коммуникационная среда • протокол • топология • тип использования сети (частная или общедоступная) 1. коммуникационная среда; В качестве коммуникационной среды может выступать токопроводящий кабель, оптоволокно, радио или УКВволны. 1. протокол; Границу локальных и глобальных сетей можно определить по типу используемых протоколов. • 11

Протокол определяет способ форматирования сетевых данных в виде пакетов или фреймов, а также методы передачи каждого блока данных и способы интерпретации данных на принимающем узле. Пакет — это модуль данных, имеющий определенный формат, пригодный для передачи информации по сети в виде некоторого сигнала. Иногда информационные поля в модуле данных, передаваемом по сети, не содержат сведений о маршрутизации, поскольку соответствующий протокол или устройство функционируют на канальном уровне (см. главу 2). В этом случае подобный модуль данных называется не пакетом, а фреймом. 12

• • • Топология Физическая разводка кабеля – определяется реальным расположением кабеля Логические маршруты, по которым следуют пакеты или фреймы – Логический маршрут соответствует направлению передачи пакетов или фреймов Тип использования сети (частная или общедоступная) Частная сеть принадлежит одной организации и поддерживается ею Общедоступной называется такая сеть, которая предлагает свои услуги всем членам некоторого сообщества 13

Причины, обусловившие появление локальных и глобальных сетей. • • Быстрое средство связи Образование Развлечение Взаимное общение 14

Интеграция локальных и глобальных сетей • С 1960 -х и до начала 1980 -х годов процедура передачи цифровых данных подразумевала непосредственное подключение неинтеллектуальных терминалов к мэйнфреймам и мини-ЭВМ с использованием протокола Systems Network Architecture (SNA) Использование протокола SNA для непосредственного подключения к компьютеру без использования сети 15

Межсетевой обмен (internetworking) • Построение локальных, региональных, глобальных и корпоративных сетей возможно благодаря использованию сетевых устройств, позволяющих расширять область охвата сети, связывать сети воедино, преобразовывать протоколы, а также направлять фреймы и пакеты в нужные сети, т. е. выполнять все операции по межсетевому обмену (internetworking). • • Мосты Маршрутизаторы Шлюзы Коммутаторы 16

Мосты • Мосты (bridge) — это сетевые устройства, которые позволяют удлинить локальную сеть или объединить несколько локальных сетей, соединяя таким образом многочисленные рабочие станции, серверы и другие сетевые устройства, которые иначе не смогли бы взаимодействовать. 17

Соединение ЛВС с помощью мостов 18

Мост, связывающий локальные сети 19

Маршрутизаторы (router) • Маршрутизаторы (router) — это устройства межсетевого обмена, работающие на более высоком уровне сетевого взаимодействия по сравнению с мостами. • Маршрутизаторы соединяют сети, которые могут использовать различные протоколы • маршрутизаторы могут определять кратчайший путь между двумя компьютерами, разделенными локальной или глобальной сетями. 20

Маршрутизатор, управляющий передачей пакетов 21

Маршрутизаторы, управляющие передачей пакетов между сетями 22

маршрутизатор • Пакеты для «чужих» узлов передаются маршрутизато ру. • Маршрутизат ор пересылает пакеты в нужную сеть или в Internet. 23

Шлюз (gateway) • Шлюз (gateway) представляет собой сетевое устройство, обеспечивающее взаимодействие между различными устройствами, системами или протоколами, и которое может работать на любом уровне сетевого обмена в зависимости от заданных ему функций. 24

Шлюз, преобразующий протоколы между рабочими станциями и мэйнфреймом фирмы IBM к которому обращаются эти станции 25

коммутаторы (switch) • коммутаторы (switch) предназначались для выполнения функций мостов (2 -й уровень модели OSI), обеспечивающих более высокую производительность, чем обычные мосты. • Это достигалось за счет того, что коммутаторы могут передавать данные непосредственно в заданный сетевой порт или сегмент. 26

Коммутатор в действии 27

Топология локальных сетей • Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. • Важно отметить, что понятие топологии относится прежде всего к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. 28

• Физическая топология - схема расположения компьютеров и прокладки кабелей. Логическая топология - структура связей, характер распространения сигналов по сети. Это, наверное, наиболее правильное определение топологии. Топология управления обменом - принцип и последовательность передачи права на захват сети между отдельными компьютерами). Информационная топология - направление потоков информации, передаваемой по сети 29

EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) • кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые делятся на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP) • коаксиальные кабели (coaxial cable) • оптоволоконные кабели (fiber optic) 30

ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

История и принципы организации глобальных компьютерных сетей. • 1958 - Выделено специальное Агентство Передовых Исследовательских Проектов (Advanced Research Projects Agency - ARPA). • 1967 - Работы по созданию первой глобальной компьютерной сети, получившей название ARPANet • 1969 - Состоялась передача первого компьютерного сообщения • 1974 - было открыто первое коммерческое приложение ARPANet - Telnet 32

Схема узлов и каналов связи сети ARPANet в 1980 году 33

История и принципы организации глобальных компьютерных сетей. • 1983 - Принятие единых Протоколов Обмена Данными - TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol) • 1986 - Запущена в эксплуатацию NSFNet • 1996 - NSFNet была приватизирована, а научным организациям было предписано договариваться о доступе к информационным магистралям с коммерческими Интернет-провайдерами 34

NSFNet в середине 90 -х 35

История и принципы организации глобальных компьютерных сетей. • 1994 - Повсеместное использование Интернет широкими массами пользователей, созданием нового браузера - Netscape Navigator. • Этот процесс продолжается и поныне, захватывая все новые и новые страны 36

Телекоммуникационные сервисы • • Телефонную связь (POTS) Выделенные линии Switched 56 ISDN frame relay SMDS ATM • Synchronous Optical Network (SONET) 37

Телефонная связь (POTS) • Аналоговый сервис с коммутацией каналов для передачи голоса • Низкая стоимость связи и оборудования • Темп передачи данных мал(обычно 28, 8 кбит/с) • Процент ошибок довольно высок 38

Выделенные линии • Передачи голоса и данных на 56 Кбит/с, 1, 5 Мбит/с (Т-1) и 45 Мбит/с (Т-3) • Плата за арендуемые линии зависит от пропускной способности линии и расстояния между конечными точками • Наиболее привлекательны в качестве средства передачи данных на короткие расстояния • Не предоставляют полосу пропускания по требованию 39

Switched 56 • Switched 56 - это коммутируемый цифровой сервис с темпом передачи данных 56 Кбит/с • Низкоскоростная альтернатива ISDN • Конечные точки Switched 56 имеют телефонный номер • Только для передачи данных • Пропускная способность недостаточна для многих приложений, нельзя получить дополнительную по требованию. 40

ISDN • ISDN - это коммутируемая цифровая служба для передачи голоса и данных одновременно по одной линии на основе медного кабеля. • 2 разновидности – Первая - базовый интерфейс обмена (Basic Rate Interface, BRI) c двумя каналами B на 64 Кбит/с и одним каналом D на 16 Кбит/с; – Вторая - основной интерфейс обмена (Primary Rate Interface) c 23 каналами B на 64 Кбит/с и одним каналом D на 64 Кбит/с B – голос и данные, D - служебная информация 41

• Ограниченная доступность и отсутствие взаимодействия между операторами связи 42

43

Frame relay • Сервис с коммутацией пакетов • Нацелен на замену выделенных линий в таких задачах, как организация связи между локальными сетями. • Время ожидания непредсказуемо и бывает весьма значительным • В предположении пакетной передачи способно обслуживать тот же трафик, что и выделенная линия. 44

Switched Multimegabit Data Service (SMDS). Сервис коммутации ячеек. • Используется только для передачи данных • В отличие от frame relay позволяет осуществлять коммутируемый вызов • Диапазон скоростей передачи - от 56 Кбит/с до 34 Мбит/с • Высокоскоростная линия SMDS дешевле frame relay 45

ATM • Высокоскоростной сервис с коммутацией ячеек • Используется как в локальных так и в глобальных сетях • Пропускная способность составляет 45 Мбит/с и 155 Мбит/с (примечание- в последнее время выше) • Стоимость оборудования ATM по-прежнему остается высокой 46

SONET • Высокоскоростной отказоустойчивый сервис для волоконно-оптического кабеля • Используется исключительно во внутренних сетях операторов связи для передачи трафика frame relay, ATM, SMDS, ISDN и Switched 56 • Скорость передачи данных до 4, 96 Гбит/с • высокая стоимость установки и оборудования 47

Ссылки 1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – Спб. : Питер, 2001. 2. Проектирование и внедрение компьютерных сетей. учебный курс 2 -е издание/Майкл Палмер. Спб: . БХВ, 2004 3. http: //scslvs. ru/catalog/lvs/6/ Кабельные системы локальных сетей 4. http: //www. megakm. ru/pc/encyclop. asp? Topic=pc_37 Базовое понятие о сетях 5. http: //citforum. gatchina. net/nets/comer/gl 2. shtml#_2_4 Технология Ethernet 48

6. http: //msuilc. phys. msu. su/educ/cp/Lectures/lecture_wan. files /frame. htm • Интернет. Основные вехи 7. http: //textbook. openweb. ru/chapter 1/glava 1. html • Глобальные компьютерные сети 8. http: //sweetlana 8. narod. ru/econom/gks 00011. htm 9. http: //www. securitylab. ru/news/239914. php • Создание новой глобальной сети 10. http: //www. ispu. ru/library/lessons/ISystems/index. html • Принципы работы линий ISDN 11. http: //vvo. psati. ru/files/Alekceev/APA_30_05_2005/book/gl ob/glob_b. htm 49