Презентация СДК ЛЕКЦИИ ВСЕ LAST

СС ети доставки контента К. т. н. , , доцент кафедры ИУС Феликс Васильевич Филиппов 9000096@mail. ru Магистры Курс 1 Направление 230400 «Информационные системы и технологии» Лекции, лабораторные работы, зачет

Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4 -е изд. — СПб. : Питер 2005. Гольдштейн BB. . CC. и др. IP-Телефония. — М. : Радио и связь, 2001. Битнер В. И. Мультисервисные сети связи. — Сиб. ГУТИ, 2008. Олифер В. Г. , Олифер Н. А. Компьютерные сети: Принципы, технологии, протоколы. – СПб. : Питер, 2010. Литература

Лекция 1 Конвергенция сетей Основные понятия

Конвергенция сетей

Трафики интернет, телефония

POTS — Plain Old Telephone Service. Услуги традиционной телефонии POTS — Plain Old Telephone Service — услуги традиционной телефонии Тенденция развития телекоммуникационных услуг

Тф. ОП СПС СДЭ (СПД) NGN 200 0 201 0 202 0 Конвергенция сетей Этапы Данные по «речевым» каналам Речь по цифровым каналам. Сеть документальной электросвязи Сеть передачи данных

Архитектура сети NGNNGN

Основные понятия

Сети Зона доступа и охвата • LAN — Local Area Network • MAN — Metropolitan Area Network • G ( W) AN – Global (Wide) Area Network • HAN — Home Area Network

Компьютерные сети Зона доступа и охвата (уточнение) Расстояние между процессорами Где процессоры расположены Что это ? 1 м На одном кв. метре Персональная сеть 10 м Комната Локальная сеть 100 м Здание 1 км Кампус 10 км Город, регион Муниципальная сеть 100 км Страна Глобальная сеть1000 км Континент 10000 км Планета Интер нет

Локальные сети Особенности • Позволяют пользователям не замечать связи и могут объединяются в один виртуальный компьютер (кластер) • Скорость обмена 1 -10 Мбит/с 100 Мбит/с 1000 Мбит/с и выше • Возможность работы с большими нагрузками, то есть с большой интенсивностью обмена (с большим трафиком)

Назначение локальных сетей Экономия во всем • Распределение ресурсов ( Resource Sharing ) • Распределение данных ( Data Sharing ) • Распределение программ ( Software Sharing ) • Электронная почта ( Electronic Mail )

Администрирование локальной сети Задачи администратора • Надежное функционирование ( Reliability ) • Защита от сбоев электропитания ( UPS ) • Защита данных ( Disk Arrays ) • Разграничение прав доступа ( Privileges )

Топология локальной сети Звезда (Star)

Топология локальной сети Кольцо ( Ring ))К о л ь ц о I B M C o m p a t i b l e W o r k s t a t i o n L a p t o p c o m p u t e r Н а п р а в л е н и е п е р е д а ч и и н ф о р м а ц и и

Топология локальной сети Общая шина (Bus)О б щ а я ш и н а I B M C o m p a t i b l e W o r k s t a t i o n. L a p t o p c o m p u t e r. I B M C o m p a t i b l e

Сравнение классических топологий ЛСЛС Arcnet, Token Ring, Ethernet • Звезда ( Star ) • Кольцо (Ring) • Общая шина (Bus)

Произвольные топологии ЛС Использование повторителей и концентраторов • Повторитель ( Repeater ) • Концентратор ( Hub ) Пассивная звезда • Активное дерево Пассивное дерево (Hub )

Муниципальные сети Эфирные, кабельные Антенна Входной узел Интернет Распределите льная коробка

Глобальные сети Хосты, каналы, маршрутизаторы Хос т. Маршрутиза тор. Подсе ть Локальная сеть Линии связи ( каналы, магистрали )Хост – собственность клиента для выполнения приложений (прикладной аспект сети) Подсеть – набор линий связи и маршрутизаторов (коммуникативный аспект сети)

Особенности глобальных сетей TCP // IP IP Передача информации TCP – разбивает файл на части, нумерует их и передает протоколу IPIP – к каждой части добавляет IPIP -адрес назначения и IPIP -пакеты отправляет в сеть Распространение информации В сети пакеты могут пересылаться разными путями и по разным средам. Прием информации IPIP – пакеты принимаются из сети, убираются адреса и передаются протоколу TCPTCP TCP – сортирует части по номерам и собирает файл из частей. Два основных понятия: адрес и протокол Два основных протокола : IP (Internet Protocol) TCP (Transmission Control Protocol)

Особенности глобальных сетей Потоки пакетов A Маршрутиза тор. Подсе ть B C E DОтправляющи й хост Отправляющи й процесс Принимающи й хост Принимающи й процесс. Маршрутизатор Е принял решение переслать пакеты в D , а не в С

Особенности глобальных сетей Сервисы (службы) и протоколы • Электронная почта SMTP – Simple Mail Transfer Protocol (Простой протокол пересылки почты) POP 3 – Post Office Protocol (Протокол почтового офиса) • Хранилища файлов FTP – File Transfer Protocol (Протокол передачи файлов) • Сервис WWW ( World Wide Web ) HTTP – Hyper Text Transfer Protocol (Протокол передачи гипертекста)

Домашние сети Узлы и требования • Простота • Защита от дурака • Низкая цена • Раз мультимедиа – высокое быстродействие • Должны обладать свойством наращиваемости • Защита информации • Компьютеры (настольные, ноутбуки, PDA ) • Приборы для развлечений ( TV , DVD , видеокамеры, аудиосистемы, МР 3 -проигрыватели) • Телекоммуникации (различные телефоны, факсы) • Бытовые приборы (отопительные приборы, кондиционеры, системы освещения) • Измерительные приборы (счетчики, датчики пожарной сигнализации) • Системы охранной сигнализации

Архитектура сети Иерархия уровней и протоколов Уровень 5 Межуровневы й интерфейс 4 /5 Уровень 4 Межуровневы й интерфейс 3 / 4 Уровень 3 Межуровневы й интерфейс 2 / 3 Уровень 2 Межуровневы й интерфейс 1 / 2 Уровень 1 Хост 1 Уровень 5 Уровень 4 Уровень 3 Уровень 2 Уровень 1 Хост 2 Протокол уровня 5 Протокол уровня 4 Протокол уровня 3 Протокол уровня 2 Протокол уровня 1 Физический уровень Набор: уровни + протоколы = архитектура сети Список: по одному протоколу на уровень – стек протоколов Реальное общение Виртуальное общение

Архитектура сети Назначение уровней и протоколов М Н 4 М 5 Н 3 Н 4 М 1 Хост источник М Хост приемник. Протокол уровня 5 Протокол уровня 4 Протокол уровня 34 Н 4 М Н 3 М 2 Н 2 Н 3 Н 4 М 1 Т 2 Н 2 Н 3 М 2 Т 2 Н 3 Н 4 М 1 Н 3 М 2 Н 2 Н 3 Н 4 М 1 Т 2 Н 2 Н 3 М 2 Т 23 2 Протокол уровня 2 Уровен ь. Одноранговые процессы считают свое общение горизонтальным ( Send. To. Other. Side и Get. From. Other. Side ). Абстракция одноранговых процессов является ключевой для проектирования сетей.

Архитектура сети Разработка уровней • Каждый уровень нуждается в механизме идентификации отправителей и получателей ( адресация ). • Необходимо выработать правила переноса данных ( в одном направлении, в любом направлении ). • Требуется обеспечить контроль ошибок передачи, т. е. договориться о коде и о процедуре повтора. • Не все каналы сохраняют последовательность передачи пакетов – нужна нумерация и сортировка. • Как организовать пересылку с медленной принимающей стороной ? Требуется управление потоком. • Неспособность всех процессов принимать сколь угодно длинные сообщения. Объединение – разбивка. • Когда неудобно устанавливать отдельное соединение для каждой пары процессов – уплотнение каналов ( мультиплексирование ). • Когда между отправителем и получателем несколько возможных путей – решается задача маршрутизации.

Архитектура сети Надежные и ненадежные службы Каждая служба характеризуется качеством обслуживания, некоторые службы являются надежными в том смысле, что они никогда не теряют данных. Тип службы Служба Пример С установле нием соединени я Надежный поток сообщений Последовательность страниц Надежный поток байт Удаленная регистрация Надежное соединение Цифровая голосовая связь Без установле ния соединени я Ненадежная дейтаграмма Рассылка рекламы электронной почтой Дейтаграмма с подтверждением Заказные письма Запрос – ответ Запрос к базе данных

Архитектура сети Примитивы служб Каждая служба (сервис) формально описывается набором примитивов или операций доступных пользователю для получения обслуживания. Примитив (системный вызов) Оказываемое действие LISTEN (ожидание) Блок ожидает входящего соединения CONNECT (соединение) Установление соединения RECEIVE (прием) Блок ожидает входящего сообщения SEND (отправка) Отправка сообщения DISCONNECT (разрыв) Разрыв соединения Пять сервисных примитивов, обеспечивающих передачу с установлением соединения

Архитектура сети Пример использования примитивов Простейшее взаимодействие клиента и сервера при передаче пакетов по сети с установлением соединения Проце сс клиент а Системн ые вызовы. Клие нт. Я д р о О С С тек пр отокол о в Д р айвер ы ОС Проце сс сервер а Серв ер Я д р о О С С тек пр отокол о в Д р айвер ы (1) Запрос на соединение (3) Запрос данных (5) Разрыв соединения(2) Подтверждение соединения (4) Ответ (6) Разрыв соединения

Архитектура сети Службы (сервисы) и протоколы ПРОТОКОЛ – это набор правил, описывающих формат и назначение кадров, пакетов или сообщений, которыми обмениваются одноранговые сущности внутри уровня. Уровень k + 1 ПРОТОКОЛ Уровень k — 1 СЕРВИС Уровень k + 1 Уровень k — 1 СЕРВИС СЛУЖБЫ связаны с межуровневыми интерфейсами, а ПРОТОКОЛЫ – с пакетами, передающимися сущностями одного уровня, расположенными на разных машинах. СЛУЖБА (или СЕРВИС) – это набор примитивов (операций) , которые более низкий уровень предоставляет более высокому.

Лекция 2 Среды передачи контента Кодирование информации Кадры и пакеты Управление обменом

Среды передачи контента

Среды передачи контента Кабельные и бескабельные каналы • коаксиальные кабели (coaxial cable); • кабели на основе витых пар (twisted pair) ; экранированные (shielded twisted pair, STP) ; неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP); • оптоволоконные кабели (fiber optic) ; • бескабельные каналы передачи информации.

Среды передачи контента «Толстый» Ethernet (10 Base 5) Скорость работы 10 M бит / сек Максимальная длина сегмента 500 м Максимальное количество компьютеров 100 / сегмент Максимальная общая длина сети 2500 м Особенности: устарел

Среды передачи контента «Тонкий» Ethernet ( 10 Base 2 )) Скорость работы 10 M бит / сек Максимальная длина сегмента 185 м Соединение с сетевой картой BNC T -коннектор Максимальное количество компьютеров 30 / сегмент Максимальная общая длина сети 925 м Общее число компьютеров до 1024 Особенности: не нужны концентраторы

Среды передачи контента Ethernet на витой паре (10 Base-T) Скорость работы 10 M бит / сек Максимальная длина сегмента 100 м Соединение с сетевой картой RJ -коннектор Общее число компьютеров до 1024 Особенности: низкая цена

Среды передачи контента Категории витых пар (UTP — — unshielded twisted pair )) • 1 категория – обычный телефонный кабель • 2 категория – полоса частот до 1 Мгц • 3 категория – полоса частот до 16 мгц (9 вит / м) • 4 категория – полоса частот до 20 Мгц • 5 категория – полоса частот до 100 Мгц (27 вит / м) 30 -50% дороже 3 категории • 6 категория – полоса частот до 200 Мгц • 7 категория – полоса частот до 600 Мгц

Среды передачи контента Ethernet на оптоволокне (10 Base-F )) ЭЭ лектромагнитных помех нет Скорость работы 10 M бит / сек Максимальная длина сегмента 2000 м Максимальное количество компьютеров 1024 / сегмент

Среды передачи контента Кабели для быстрого Ethernet Назван ие Тип Длина сегмент а Особенности 100 Base -T 4 Витая пара 100 м Использование неэкранированной витой пары категории 3 100 Base -TX Витая пара 100 м Полный дуплекс при 100 Мбит / сек (витая пара категории 5) 100 Base -FX Оптовол окно 2000 м Полный дуплекс при 100 Мбит / сек ; большая длина сегмента 100 Мбит / сек

Среды передачи контента Кабели гигабитного Ethernet Названи е Тип Длина сегме нта Особенности 100 0 Base -SX Оптоволокно 550 м Многомодовое волокно (50, 62. 5 мкм) 1000 Base -LX Оптоволокно 5000 м Одномодовое (10 мкм) волокно или многомодовое (50, 62. 5 мкм) волокно 1000 Base -CX 2 экранированн ые витые пары 25 м Экранированная витая пара 1000 Base -T 4 неэкранирова нные витые пары 100 м Стандартная витая пара 5 -й категории 1000 Мбит / сек (1 Гбит / сек)

Среды передачи контента Бескабельные каналы • Радиоканалы — одночастотные — в рассеянном спектре — сотовые • Инфракрасные каналы — прямой видимости — на рассеянном излучении

Среды передачи контента Факторы влияющие на качество передачи • Согласование электрических линий • Экранирование электрических линий • Гальваническая развязка компьютеров

Среды передачи контента Согласование линий связи Применяется для обеспечения нормального прохождения сигнала по длинной линии без отражений и искажений

Среды передачи контента Экранирование линий связи Дифференциальная передача сигналов снижает влияние наведенных помех

Среды передачи контента Гальваническая развязка Трансформаторная гальваническая развязка входит в состав каждого сетевого адаптера

Кодирование информации

Кодирование информации в ЛС Коды передачи информации • Non Return to Zero ( NRZ ) • Return to Zero (RZ)

Кодирование информации в ЛС Требуемая пропускная способность линии • скорость передачи 10 Мбит / сек • требуемая пропускная способность линии составит 1 / 200 нс = 5 МГц

Кодирование информации в ЛС RZ RZ код в оптоволоконных сетях

Кодирование информации в ЛС Аналоговое кодирование цифровой информации

Кадры и пакеты

Кадры, пакеты Типичная структура пакета Заголовок Трейлер

Кадры, пакеты Многоуровневое вложение При обмене по сети используются многоуровневые протоколы, каждый из которых предполагает свою структуру кадра (свою адресацию, свою управляющую информацию, свой формат данных )Заголовок Данные Трейлер Кадр(пакет) i -1 -го уровня Заголовок Данные Трейлер Кадр(пакет) i +1 -го уровня

Формирование кадра Методы маркировки границ 1. Подсчет количества символов 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня 5 a b g h 5 m 8 g s 8 l 2 g h 4 m y 8 a k g h i m 0 5 a b g h 7 m 8 g s 8 l 2 g h 4 m y 8 a k g h i m 0 Кадр 1 5 символов Кадр 2 5 символов Кадр 3 8 символов Кадр 4 8 символов Кадр 1 Кадр 2 (Неправиль ный) Теперь этот символ воспринимается как счетчик

Формирование кадра Методы маркировки границ 1. Подсчет количества символов 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня Исходные символы FLA G Заголов ок Данные Концев ик FLA GА В ESCА FLA G В ESCА ESC ESC FLA G В ESCА ESC ESC В После заполнения

Формирование кадра Методы маркировки границ 1. Подсчет количества символов 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня Исходные данные 01111 110 011011111111 0010 011011111 0 1111 1 0 10010 011011111111 0010 Принятые данные после обработки Данные на линии передачи ( 0 -вставленные биты) Стартовая и стоповая последовательность битов

Формирование кадра Методы маркировки границ 1. Подсчет количества символов 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня Ста рт 1 1 0 1 1 10 0 Сто п

Формирование кадра Корректирующее кодирование 1. Коды с исправлением ошибок – беспроводные каналы 2. Коды с обнаружением ошибок – оптоволоконные каналы Полная длина кадра n = m + r , m – информационные биты r – контрольные (избыточные) биты 100010 01101100 01 001110 00 Кодовое расстояние по Хэммингу d = 3 Для обнаружения d ошибок необходим код с = d + 1 2 m 2 n — допустимы все — допустимы не все d mi n Для исправления d ошибок необходим код с = 2 d + 1 d mi n- минимальное кодовое расстояние

Формирование кадра Корректирующее кодирование 1. Коды с исправлением ошибок – беспроводные каналы 2. Коды с обнаружением ошибок – оптоволоконные каналы 0000001 1111110 0000 d mi n = 5 000000 0111 000001 1111 n = m + r 2 m 2 n (n + 1) 2 m < 2 n < 2 r m + r + 1 Создадим код m + r способный исправлять все одиночные ошибки. Каждому из допустимых сообщений должны соответствовать n + 1 кодовых комбинаций Нижний предел требуемого числа контрольных бит

Формирование кадра Корректирующий код Хэмминга 1001 000 0011001 00001100 001 1011100 10011101 101 1110101 H a m m 1101 0 110101 10 01 i 1101 1 10 0 110101 01 10 n 110 0 1 1 1 0 11 1 10 0 1 1 g 0 10 0 000 1 001100 0000110 0 01 1 111 1 1 00 001 1 c 1101 1 1 0 1010 1 1111 o 110 0 111 1 10 0 d 110 0 101 00 1 1 10 0 0101 e. Симв ол ASCII Контрольные биты 1 2 4 8 Бит данных k -ой позиции входит в несколько контрольных сумм : k = 11 (8, 2, 1) k = 29 (16, 8, 4, 1) Когда прибывает кодовое слово, приемник обнуляет счетчик. Затем проверяется каждый контрольный бит k (k =1, 2, 4, 8, …) на четность. Если сумма нечетная, к счетчику добавляется число k. Если после всех проверок счетчик равен 0, нет ошибок. В противном случае — в счетчике номер неверного бита.

Формирование кадра Корректирующее кодирование 1. Коды с исправлением ошибок – беспроводные каналы 2. Коды с обнаружением ошибок – оптоволоконные каналы CRC – Cyclic Redundancy Check – Циклический избыточный код 110001 – х + х G(x) – образующий многочлен ( 32, 26, 23 , 22, 16, 12, 11, 10, 8, 7, 5, 4, 2, 1, 0 ) M(x) – передаваемое сообщение T(x) = x M(x) — x M(x) % G(x) – передаваемый кадр [T(x) + E(x)] % G(x) = E(x) % G(x) Вероятность необнаружения 5 4 0 r r

Управление обменом

Кадры Методы управления обменом • Централизованные методы • Децентрализованные методы – детерминированные методы – случайные методы

Кадры Централизованный метод Максимальная величина времени доступа для любого абонента будет равна суммарному времени передачи пакетов всех абонентов сети, кроме данного (здесь — четыре длительности пакета).

Кадры Децентрализованный метод

Кадры Случайные методы управления обменом В основе всех разработок лежит 5 допущений: • Станционная модель • Предположение о едином канале • Допущение о коллизиях • а) Непрерывное время b ) Дискретное время • а) Контроль несущей b ) Отсутствие контроля 70 -е годы ALOHA ( Норман Абрамсон) а) Чистая ALOHA b) Дискретная ALOHA (интервал = время кадра) 1 -настойчивый CSMA — Carrier Sense Multiple Access ненастойчивый CSMA р-настойчивый CSMA CSMA/CD — with Collision Detection (3 состояния – конкуренция, передача, простой)

Кадры Случайные методы управления обменом Как сетевые адаптеры распознают коллизию Постоянная составляющая суммарного сигнала в сети будет обязательно больше или меньше половины размаха. Кадр 1 Кадр

Кадры Случайные методы управления обменом Стандартный метод управления обменом CSMA/CD в Ethernet. Его главное достоинство — все абоненты полностью равноправны PDV (Path Delay Value) PDV = 2 L/V Минимально допустимая длительность кадра в сети должна составлять 2 L/ V , то есть должна равняться удвоенному времени распространения сигнала по полной длине сети PDV.

Кадры Протоколы без столкновений 1. Протокол битовой карты 2. Протокол с двоичным обратным отсчетом Каждый период конкуренции состоит ровно из N интервалов ( N рабочих станций). 1 1 1 8 интервалов конкуренци и 0 1 2 3 4 5 6 7 1 3 7 Кадры 1 1 8 интервалов конкуренци и 0 1 2 3 4 5 6 7 Кадры 2 5 Протоколы, в которых намерение передавать объявляется всем перед самой передачей, называются протоколами с резервированием.

Кадры Протоколы без столкновений 1. Протокол битовой карты 2. Протокол с двоичным обратным отсчетом Однобитовые отсчеты времени Mok, Ward – виртуальные номера станций C, H, D, A, G, B, E, F 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 Станция D передала пакет C, H, A, G, B, E, F, D 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0001 0 010 0 100 1 101 0 Рабочие станции 0 1 2 3 0 — — — 1 0 0 — 1 0 1 0 Станции 0010 и 0100 видят эту единицу и сдаются Станция 1001 видит эту единицу и сдается. Результат

Лекция 3 Популярные технологии Тенденции развития сетей Стандарты и протоколы Маршрутизация контента

Популярные технологии (кабельные)

Популярная технология DSL — Digital Subscriber Line x. DSL — семейство технологий, позволяющих значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений ли нии. ADSL — Assimetric Digital Subscriber Line ( ассиметричная цифровая абонентская линия) VDSL — Very-high data rate Digital Subscriber Line (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия)

ADSL-сплиттер разделяет частоты голосового сигнала ( 0, 3 — 3, 4 КГц ) от частот, используемых ADSL-модемом ( 26 КГц — 1. 4 МГц ). Таким образом, исключается взаимное влияние модема и телефонного аппарата. ADSL Сплиттер RJ-11: Line (входящий) Phone (выходящий) Modem (выходящий)

Технология x. DSL Максимальная скорость (прием / передача) Максимальное расстояние ADSL 24 Мбит/с / 3, 5 Мбит/с 5, 5 км VDSL 65 Мбит/с / 35 Мбит/с 1, 5 км на max. скорости. Популярная технология x. DSL

Популярная технология На базе электропроводки Наложение на электрический ток (50 Гц) сигнала высокой частоты (от 1 до 30 МГц) со слабой энергией (менее 0, 5 В). Стандарт Home Plug Powerline Alliance включает (около 60 компаний): • Основатели Conexant, Cogency, Comcast, Earthlink, Panasonic ии Sharp. • Компании по производству технологических продуктов и электроники : Sony, Samsung, Motorola, Mitsubishi, MSI, Netgear и Belkin. • Производители , которые желают воплощать в жизнь технологии, предложенные консорциумом Home. Plug — 14 Мбит/с — 85 Мбит/с Home. Plug AV — 200 Мбит/с Home. Plug AV 2 — июль

На базе электропроводки Адаптер Bewan Powerline E 200 Duo Характеристики Bewan Powerline E 200 Duo Габариты 90 x 65 x 50 мм Теоретическая пропускная способность 200 Мбит/с Порты LAN 10/100 Мбит/с Шифрование 3 DES

На базе электропроводки Адаптер Devolo d. Lan 200 AV Характеристики Devolo d. Lan 200 AV Габариты 80 x 65 x 40 мм Теоретическая пропускная способность 200 Мбит/с (22, 3) Порты LAN 10/100 Мбит/с Шифрование 3 DES

На базе электропроводки Адаптер D-Link DHP-301 Характеристики D-Link DHP-301 Габариты 105 x 75 x 40 мм Теоретическая пропускная способность 200 Мбит/с Порты LAN 10/100 Мбит/с Шифрование 3 DES

Характеристики Linksys PLK 200 Габариты 140 x 100 x 50 мм Теоретическая пропускная способность 200 Мбит/с Порты LAN 10/100 Мбит/с Шифрование 3 DESНа базе электропроводки Адаптер Linksys PLK

Характеристики Olitec CPL 200 Габариты 115 x 70 x 40 мм Теоретическая пропускная способность 200 Мбит/с Порты LAN 10/100 Мбит/с Шифрование 3 DESНа базе электропроводки Адаптер Olitec CPL

Характеристики Netgear HDX 101 Габариты 97 x 71 x 40 мм Теоретическая пропускная способность 200 Мбит/с Порты LAN 10/100 Мбит/с Шифрование 3 DESНа базе электропроводки Адаптер Netgear HDX

Скорость потока, Мбит/с. Время передачи файла в 100 Мбайт Время передачи файла в 700 Мбайт Время синхронизации, секунды. Популярные технология на базе электропроводки (сравнение)

Тенденции развития сетей (( wireless)

Степень Префикс -3 Милли 3 Кило -6 Микро 6 Мега -9 Нано 9 Гига -12 Пико 12 Тера -15 Фемто 15 Пета -18 Атто 18 Экза -21 Цепто 21 Цетта -24 Йокто 24 Йота. Наименование величин Префиксы

Тенденции развития сетей Электромагнитный спектр Радио Микроволны Инфракрасное излучение УФ Рентген Гамма-лучf , Гц 10 10 10 10 10 4 6 8 1 0 1 2 1 61 4 2 0 2 2 2 4 Видимый свет 10 10 10 10 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 Спутн ик. Витая пара Опто- волок но Коаксиальный кабель Морск ая связь А M радио FM радио Наземные ретрансля торы TV Диапазон LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF ITF ATF PTF сссссссссссссссссссссссс very ultra super extra tremendously incredibly astonishingly prodigiously сссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссс ужасно невероятно поразительно чудовищно

Тенденции развития сетей Беспроводные сети Worldwide Area Net IEEE 802. 20 Wireless MAN IEEE 802. 16 Wi. MAX Wireless LAN IEEE 802. 11 Wi-Fi Wireless PAN IEEE 802. 15 Bluetooth

Технология Стандарт Использо-ван иеие Скорость (Мбит // с)с) Радиус действия Частота Bluetooth v. 1. 1. 802. 15. 1 WPAN до 1 Мбит // сс до 10 метров 2, 4 ГГц Bluetooth v. 1. 3. 802. 15. 3 WPAN 11 — 55 Мбит // сс до 100 метров 2, 4 ГГц Zig. Bee 802. 15. 4 WPAN 20 — 250 Кбит/с 1 -100 м 2, 4 ГГц (16 кан) 915 МГц (10 кан) 868 МГц ( 1 кан ) UWB 802. 15. 3 a WPAN 110 — 480 Мбит // сс до 10 метров 7, 5 ГГц Инфракрасный порт Ir. Da WPAN 115, 2 Кбит/с от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь — до 10 метров. Беспроводные PANPAN Bluetooth, UMB, Zig. Bee, Ir. Da

Тенденции развития сетей Беспроводные сети (802. 11 – Wi. Wi — Fi)Fi)

Техно- логия Стандарт Использо- вание Скорость (Мбит // с)с) Радиус действия (м)(м) Частота (ГГц) Wi-Fi 802. 11 a WLAN 5454 до 100 5, 0 Wi-Fi 802. 11 b WLAN 1111 до 100 2, 4 Wi-Fi 802. 11 g WLAN 108108 до 100 2, 4 Wi-Fi 802. 11 n WLAN 600600 до 100 2, 4 — 5, 0 Беспроводные LANLAN Wi-Fi

Wi. MAX подходит для решения следующих задач: • Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета. • Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSLDSL. . • Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг. • Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению. Wi. MAX Область использования

Тенденции развития сетей Широкополосные беспроводные сети (802. 16) Диапазон 10 — 66 Ггц (миллиметровые волны), типичная полоса спектра 25 Мгц QPSK –– Quadrature Phase Shift Keying – квадратурная фазовая манипуляция QAMQAM — Quadrature Amplitude Modulation – квадратурная амплитудная модуляция 0180 90 2700180 90 270 QPSK 50 Мбит / сек QAM-16 100 Мбит / сек QAM-64 1 50 бит / сек

Тенденции развития сетей Широкополосные беспроводные сети QAM-64 (6 бит / бод) 150 Мбит / сек QAM- 16 (4 бит / бод) 100 Мбит / сек QPSK ( 2 бит / бод) 50 Мбит / сек

Спецификация утверждена в 2004 году. Используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM), поддерживается фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства представляют собой стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3, 5 и 5 ГГц. По сведениям Wi. MAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL. Wi. MAX 802. 16 d — фиксированный

Тенденции развития сетей Широкополосные беспроводные сети (( Wi. MAX)

Спецификация утверждена в 2005 году. Это — новый виток развития технологии фиксированного доступа (802. 16 d). Оптимизированная для поддержки мобильных пользователей версия поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер и роуминг. Применяется масштабируемый OFDM-доступ (SOFDMA), возможна работа при наличии либо отсутствии прямой видимости. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile Wi. MAX таковы: 2, 3 -2, 5; 2, 5 -2, 7; 3, 4 -3, 8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел» . Конкурентами 802. 16 e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, LTELTE ). ). Wi. MAX 802. 16 e – мобильный

Тенденции развития сетей Широкополосные беспроводные сети (( Wi. MAX)

Техно-лог ияия Стандарт Использование Скорость (Мбит // с)с) Радиус действия Частота (ГГц) Wi. Max 802. 16 d WMAN до 75 6 -10 км 1, 5 -11 Wi. Max 802. 16 e Mobile WMAN до 30 1 -5 км 2 -62 -6 Wi. Max 802. 16 m WMAN, Mobile WMAN до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN) н/дн/д. Беспроводные MANMAN Wi. MAX

Тенденции развития сетей Long-Term Evolution (LTE)

Параметр LTE Wi. MAX Rel 1. 5 Motorola T-Mobil ee Qualco mmmm Канал (ширина полосы) 2 x 20 МГц Модуляция 64 QAM-5/6 64 QAM- 5/65/6 64 QAM-5/6 Пиковая скорость при скачивании данных (в абонентский терминал) 117 Мбит /c/c 226 Мбит /c/c 144 Мбит // сс 277 Мбит // сс 144. 6 Мбит // с с 289 Мбит // cc Пиковая скорость при закачивании данных (к базовой станции) —- 50. 4 Мбит // сс 75 Мбит // сс 69. 1 Мбит // сс. Тенденции развития сетей Мобильный Wi. MAX и и LTELT

Столицы Швеции и Норвегии, Стокгольм и Осло, первыми ощутили прикосновение сети LTE, способной на 100 Мбит/с. Шведам оборудование поставляла компания Ericsson , а норвежцы выбрали Huawei. Беспроводные MANMAN LT

Стандарты и протоколы

CC ети доставки контента Стандарты Организация Разработки ISO – International Standards Organization Международная Организация по Стандартизации Семиуровневая эталонная модель OSI Do. D — Department of Defense Министерство обороны США Стек транспортных протоколов TCP / IP ITU — International Telecommunications Unit Международный союз электросвязи в рамках ООН Стандарты сети X. 25 , frame relay и ISDN IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers Институт инженеров по электротехнике и электронике Стандарты 802 ANSI — American National Standards Institute Американский национальный институт стандартов Архитектура локальных сетей крупных ЭВМ ISOC — Internet Society Сообщество, занимающееся развитием сети Internet Стандарты Internet RFC — Request For Comments – Запрос на комментарии

Эталонные модели Эталонная модель OSIOSI Прикладной Представления Хост 1 Хост 2 Прикладной протокол Протокол уровня представления Сеансовый протокол Прикладной Представления Транспортный протокол Сетевой Сеансовый Транспортный Сетевой Канальный Физический 4 7 6 5 3 2 1 Сообщени я, файлы Сегмент ы Пакеты, дейтаграм мы Кадры, фреймы Байты, биты. Границы связи подсети Внутренний протокол подсети Маршрутиза тор Протоколы хост — маршрутизатор Единицы обмена. Урове нь Потоки. Сообщени я

Эталонные модели Эталонная модель OSIOSI Прикладной Представления Сеансовый Транспортный Сетевой Канальный Физический 4 7 6 5 3 2 1 Урове нь Сквозн ые уровни Уровни звеньев цепи Open System Interconnection 1983, 1995 Реальная передача битов по каналу связи. Кабели, разъемы, электрические параметры сигналов. Передача данных без ошибок – кадрами. Кадры данных передаются последовательно с кадрами подтверждения. Управляет операциями подсети – маршрутизация. Позволяет объединять разнородные сети. Сегментирует сообщения и гарантирует правильную доставку. Определяет тип сервиса при установке соединения. Позволяет пользователям устанавливать сеансы связи. Разные сервисы – управление диалогом и синхронизация. Занимается синтаксисом и семантикой сообщений. Преобразует форматы данных различных типов компьютеров. Содержит набор популярных протоколов необходимых пользователю. HTTP для WWW.

Эталонные модели Эталонная модель TCP / IP Бабушка ARPANET Пол Бэрен ( RAND ) 1957 год – AT & T отвергла. Коммутацио нная станция Междугоро дная станция Структура телефонной сети Архитектура распределенной сети

Эталонные модели Эталонная модель TCP / IP (ARPANET) ARPA – Advanced Research Project Agency ( Управление перспективного планирования научно-исследовательских работ) (1957 год) 1967 год – Англия, Дональд Дэвис Подсеть из IMP (Interface Massage Processor) , линии связи, пакеты, 56 Кбит / сек, каждый IMP связан с двумя, дейтаграммы. Хост – IMP: сообщения до 8063 бит – пакеты по 1008 бит. Подсе ть Протокол хост — хост Протокол IMP источник и IMP приемник. Протоко л IMP — IMP Протокол IMP — IMP Хос т Протоко л хост — IMP Декабрь 1969 – 4 узла (Лос-Анжелес, Санта Барбара, Стэнфорд и Юта). Сентябрь 1972 более 30. TCP/IP ( ЛС к ARPANET). 80 -е годы DNS (Domain Name System).

Эталонные модели Эталонная модель TCP / IP (ARPANET) TELNET FTP SMTP DNS TCP UDP IP ARPANET NSFNET Пакетное радио Локальная сеть. Прото- колы Сети

Эталонные модели OSI ии TCP // IPIP Уровни протоколов и соответствия Прикладно й Представл ения Сеансовый Транспорт ный Сетевой Канальный Физически й 1234567 OS I Прикладно й Транспорт ный Межсетево й TCP / IP От хоста к сети Не присутствуют в модели

Эталонные модели OSI ии TCP Теория стандартов Дэвида Кларка. А к т и в н о с т ь Миллиардные инвестиции Время. Исследова ния Стандарты. Апокалипсис двух слонов OSITCP

Гибридная модель 5 уровней протоколов Прикладно й Транспорт ный Сетевой Канальный Физически й

Стандарты модели IEEE Project 802 Номер Тема разработок 802. 1 — Общее представление и архитектура сети. 802. 2 — Управление логической связью. 802. 3 — Ethernet 802. 4 — Локальная сеть с топологией «шина» и маркерным доступом. 802. 5 — Локальная сеть с топологией «кольцо» и маркерным доступом. 802. 6 — Городская сеть (Metropolitan Area Network, MAN). 802. 7 — Широковещательная технология. 802. 8 — Оптоволоконная технология. 802. 9 — Интегрированные сети с возможностью передачи речи и данных. 802. 10 — Виртуальные локальные сети и защита информации. 802. 11 — Беспроводная сеть (Wi. Fi – инфракрасный + 2 , 4 Ггц FHSS и DSSS). 802. 12 — Локальная сеть с централизованным управлением доступом по приоритетам запросов. 802. 13 802. 14 — Кабельные модемы. 802. 1 5 — Персональные сети (Bluetooth) – Гаральд Синий Зуб 949 -981 великий король викингов piconet – scatternet 802. 16 — Широкополосные беспроводные локальные сети 802. 17 — Гибкая технология пакетного кольца.

Маршрутизация контента Сетевой уровень

Составная сеть доставки контента Подсети + Маршрутизаторы Что передаем ? ? Как передаем ? ? Куда доставляем ? ? Маршрут ? ?

Принципы маршрутизации Дейтаграммная Каждый пакет включает адрес отправителя и получателя

Принципы маршрутизации С установлением соединения Каждый пакет включает идентификатор виртуального канала

Принципы маршрутизации Сравнение сервисов

Маршрутизатор выполняет 2 процесса: Свойства алгоритмов маршрутизации: Корректность Простота Надежность Устойчивость Справедливость Оптимальность Конфликт. Алгортм ы маршрутизации Свойства Пересылки Заполнение и обновление таблиц маршрутизации

Алгоритмы маршрутизации ПП ринцип оптимальности Входное дерево для маршрутизатора A Если маршрутизатор Y располагается на оптимальном маршруте от X к Z , то оптимальный маршрут от Y к Z совпадает с частью первого маршрута A B C D E F G HI J K L M N O

Статическая маршрутизация Вычисление кратчайшего пути

Вычисление кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры

Динамическая маршрутизация по вектору расстояний RIP (Routing Information Protocol) Алгоритм Беллмана-Форда (57), Форда-Фулкерсона (62). ARPANET. Обновление Т мс : : • ECHO от соседей • Векторы от соседей • Расчет оптимальных маршрутов • Формирование таблицы

Динамическая маршрутизация по вектору расстояний RIP (Routing Information Protocol) Хорошие известия Плохие известия. АА — — включился АА — сломался Суть: когда X сообщает Y о том, что у него есть какой-то путь, то Y никак не может узнать, входит ли туда он сам. Проблема счета до бесконечности. Попытка решения в RFC 1058 (Алгоритм расколотого горизонта).

Динамическая маршрутизация с учетом состояния линий В основе алгоритма лежат 5 требований к маршрутизатору. Маршрутизатор должен: 1. 1. Обнаруживать соседей и узнавать их сетевые адреса. 2. 2. Измерять задержку или стоимость связи. 3. 3. Создавать пакет, содержащий всю собранную информацию. 4. 4. Посылать этот пакет всем маршрутизаторам. 5. 5. Вычислять кратчайший путь. RIP использовался до 1979 года. Главное – появились линии с пропускной способностью > 56 Кбит / сек.

Динамическая маршрутизация (1 — знакомство с соседями) Пакет HELLO при активизации. Графовая модель системы

Динамическая маршрутизация (2 — измерение задержки или стоимости связи) Пакет ECHO с учетом и без учета нагрузки (таймер включается сразу, либо когда пакет достиг начала очереди) Учет нагрузки имеет плюсы и минусы! Незатухающие колебания таблиц маршрутизации.

Динамическая маршрутизация (3 — создание пакетов состояния линий связи) Создаются периодическ и или по «значительн ым» событиям.

Динамическая маршрутизация (4 — распространение пакетов по сети) Буфер пакетов маршрутизатора ВЕсли копия состояния С от F придет прежде рассылки 4 строки: 101010 — >

Динамическая маршрутизация (5 — вычисление кратчайшего пути) Протокол OSPF : Open Shortest Path First TCP/IP Протокол IS-IS : Intermediate System to Intermediate System OSIOSI В основе работы этих протоколов лежит распространение картины топологии маршрутизаторов, по которой расчитываются кратчайшие пути. Каждый маршрутизатор сообщает в информации о состоянии линий доступные ему напрямую адреса сетевого уровня ( в частности IP ). Протокол IS-IS лучше приспособлен для одновременной поддержки нескольких сетевых протоколов благодаря способу кодирования.

Иерархическая маршрутизация (большие сети) Kamoun, Kleinroc k 1979 N — маршрутизаторо в ln N — уровней e x ln N – строк 720 = 24 рег х 30 марш = 53 записи 8 кластеров х 9 рег х 10 марш = 25 записей

Широковещательная маршрутизация (широковещание) В основе может лежать 5 алгоритмов: 1. 1. Рассылка отдельных пакетов по всем направлениям. 2. 2. Метод заливки. 3. 3. Многоадресная маршрутизация. 4. 4. Алгоритм связующего дерева. 5. 5. Алгоритм продвижения по встречному пути. Широковещание – рассылка пакетов по всем пунктам назначения

Широковещательная маршрутизация (алгоритм продвижения по встречному пути) Подсеть Связующее дерево Построенное дерево Связующее дерево – подмножество подсети, включающее в себя все маршрутизаторы, но не содержащее замкнутых путей

Многоадресная маршрутизация (Многоадресная рассылка) Подсе ть. Каждому члену группы – сообщение Широковещательная рассылка Связующее дерево для маршрутизатора А Многоадресное дерево для группы 1 Многоадресное дерево для группы 2 А Не подходят!

Маршрутизация для мобильных хостов (Регистрация) Кто прибыл? Кто убыл? Домашний адрес +7 921 900 5522 Хосты – мигрирующие и блуждающие

Маршрутизация для мобильных хостов (Переадресация) Методы переадресации и маршрутизации пакетов для мобильных хостов различаются: • Что выполняется хостами, а что маршрутизаторами • Временный уникальный адрес дается каждому посетиелю, либо ссылается на агента • Изменяется адрес получателя в самом пакете, либо весь пакет инкапсулируют в другой с адресом. Мобильный хост Внешний агент. Отправит ель Домашний адрес Внутренний агент

Лекция 4 Борьба с перегрузкой Качество обслуживания Службы и протоколы интернета

Борьба с перегрузкой Сетевой уровень

Борьба с перегрузкой (общие понятия)

Факторы перегрузки и управление потоком • Очереди — многим потокам на входных линиях требуется одна и та же выходная линия • Нехватка свободной памяти маршрутизатора для буферизации пребывающих пакетов • Недостаточная производительность центрального процессора Факторы перегрузки Управление потоком • Проблема синхронизации По оптоволркну в 1000 Гбит / сек суперкомпьютер обслуживает ПК со скоростью 1 Гбит / сек Сеть 1000 компьютеров соединены линиями 1 Гбит / сек : половина передает другой со скоростью 100 Мбит / сек

Борьба с перегрузкой (общие принципы) Без обратной связи: • когда разрешать новый трафик; • когда отвергать пакеты и какие именно; • составление расписаний. С обратной связью: • наблюдение за системой чтобы определить, где и когда произойдет перегрузка; • передача информации о перегрузке туда, где можно предпринять соответствующие меры; • принятие необходимых мер при работе системы для устранения перегрузки. Без учета текуще го состоян ия

Борьба с перегрузкой (общие принципы) При наблюдении за состоянием подсети могут изменяться различные параметры: • процент пакетов, отвергаемых из-за отсутствия свободного места в буфере ; • средняя длина очереди; • процент пакетов, переданных повторно по причине истекшего времени ожидания подтверждения ; • среднее время задержки пакетов ; • среднеквадратичное отклонение задержки пакетов. Во всех случаях увеличивающиеся значения параметров являются сигналами о растущей перегрузке.

• Управление допуском • Прокладка виртуальных каналов в обход • Договор о трафике при формировании канала Борьба с перегрузкой (в подсетях виртуальных каналов)

Борьба с перегрузкой (в дейтаграммных подсетях) u– усредненная оценка загруженности линии (0, 0 – 1, 0) f – мгновенная загруженность линии (0 или 1) a – коэффициент забывчивости маршрутизатора Биты перегрузки во все пакеты и биты предупреждения в подтверждениях источникам Сдерживающие пакеты источнику (мягкое предупреждение, сдерживающее, ультиматум) При трех порогах

Борьба с перегрузкой (сдерживающие пакеты при больших скоростях и расстояниях) A -> D 15 5 Мбит / сек D -> A сдерживающий пакет 30 мс А – > D + 4, 6 Мбит Поток снизился. Снижение потока на ретрансляционных участках

Борьба с перегрузкой (от сброса нагрузки к интеллектуальной стратегии) Пересылка файлов – винная стратегия. Мультимедийные приложения – молочная стратегия. Интеллектуальная стратегия – приложения помечают свои пакеты классами приоритетов, соответствующих их важности. Примеры: полный кадр и карта изменений; текст и рисунок Стимулы: стоимость обслуживания; превышение оговоренного трафика с пометкой низкоприоритетный. Сброс нагрузки – игнорирование маршрутизаторами всех пакетов, которые они не могут обработать.

Борьба с перегрузкой (случайное раннее обнаружение) Алгоритм RED (Random Early Detection) TCP отвечает на потерю своих пакетов снижением трафика от источника. RED высчитывает скользящее среднее длин очередей на линиях маршрутизатора. Превышение порога – просто теряем пакет и молчим. RED не годится в беспроводных каналах. Р а н н е е Случайн ое ? Почем у ?

Борьба с флуктуациями (случайное раннее обнаружение) Маршрутизаторы должны вычислять ожидаемое время персылки по каждому транзитному пути и сохранять эту информцию в каждом пакете – это позволит регулировать «расписание» движения пакетов.

Качество обслуживания Сетевой уровень

Качество обслуживания Qo. S – Quality of Service Приложение Надежно стьсть Задержк аа Флуктуаци ии Пропускна я я способност ьь Электронная почта + — — — Передача файлов + — — 0 WEB -доступ + 0 — 0 Удаленный доступ + 0 0 — Аудио по заказу — — + 0 Видео по заказу — — + + Телефония — + + — Видеоконфер енции — + + +Требования приложений к качеству обслуживания потоков

Качество обслуживания ( Qo. S )) Методы обеспечения Избыточное обеспечение (пример: телефонная сеть) Буферезация Коммерческие WEB -сайты Потоковое видео, аудио > 10 сек

Качество обслуживания ( Qo. S )) Методы обеспечения на стороне сервера Формирование трафика (соглашение об уровне обслуживания – клиент и оператор связи )

Качество обслуживания ( Qo. S )) Алгоритм маркерного ведра Политика трафика (наблюдение за потоком трафика )

Качество обслуживания ( Qo. S )) Пропорциональная маршрутизация Алгоритм диспетчеризации справедливого обслуживания (с учетом длины пакетов побайтам) Алгоритм взвешенного справедливого обслуживания

Качество обслуживания ( Qo. S )) Интегральное обслуживание (( протокол RSVP) Потоковые алгоритмы 1995 -1997 RFC 2205 -2210 RSVP – Resource re. Ser. Vation Protocol ( RFC 2205 ) – протокол резервирования ресурса Связующие деревья многоадресной рассылки для хоста 1 и хоста

Интегральное обслуживание (( протокол RSVP) Пример резервирования Обеспечивается полная независимость зарезервированной пропускной способности от выбора источника.

Дифференцированное обслуживание RFC 2474, RFC 2475 Обеспечивает качество обслуживания ориентированное на классы , а не на потоки. Маршрутизаторы административного домена обслуживают пакеты в соответствии со значением поля тип обслуживания. Срочная пересылка – RFC 3246 Гарантированная пересылка – R

Дифференцированное обслуживание Срочная пересылка – RFC 3246 Маршрутизаторы образуют на выходе две очереди. Используется алгоритм типа взвешенного справедливого обслуживания. Не зависит от подсети, т. е. от оператора. 10% 90% 20% трафика 80% трафика Срочные пакеты движутся по свободной от трафика сети

Дифференцированное обслуживание Гарантированная пересылка – RFC 2597 4 класса приоритетов + 3 различных вероятности игнорирования пакетов, попавших в затор = 12 классов обслуживания. Хост-источник или первый маршрутизатор В IP -пакетах есть поле тип обслуживания Хост

Коммутация меток Стадарт MPLS – – RFC 3031 MPLS – Multi. Protocol Label Switching – Мультипротокольная коммутация меток Потоки сгруппированные вместе принадлежат одному классу эквивалентности пересылок ( FEC – Forwarding Equivalence Class )

Службы и протоколы интернета

Службы и протоколы интернета SMTP , , POP 33 , FTP, UDP, RTP, HTTP • Электронная почта ( SMTP, POP 3 )) • Пересылка файлов (FTP, UDP, RTP) • Всемирная паутина (HTTP)

Электронная почта SMTP • Электронная почта ( SMTP ) Хост-отп равитель SMTP Постоянно е подключе ние Почтовый ящик Хост-при емник. Интернет Агент передачи сообщени й Пользователь ский агент ТСР-соединение с портом 25 хоста-приемника Хост-отправитель – клиент, хост-приемник — сервер

Электронная почта SMTP , , POP 33 • Электронная почта ( SMTP , POP 3) Хост-отп равитель SMTP Постоянно е подключе ние Почтовый ящик Машина провайд ера. Интернет Агент передачи сообщени й Пользователь ский агент Клиентс кий ПКРОР 3 — серве р Модемное подключе ние P ОР 3 ТСР-соединение с портом 110 агента передачи сообщений Машина провайдера – сервер, клиентский ПК – клиент: 1. Авторизация, 2. Транзакции, 3. Обновление

Электронная почта POPPOP 33 • Электронная почта ( POP 3) 1. Авторизация, 2. Транзакции, 3. Обновление telnet ( DNS- имя провайдера) 110 S: +OK POP 3 — сервер готов C: USER … S: +OK C: PASS … S: OK вход в систему произведен C: LIST S: 1 2678 S: 254906 S: . C: RETR 1 S: ( отправляет сообщение 1 ) С : DELE 1 C: RETR 2 S: ( отправляет сообщение 2 ) C: DELE 2 C: QUIT S: +OK Конец соединения

Электронная почта Смайлики или эмотиконы : -) Не воспринимай всерьез == : -) Г-н Линкольн : +) Большой нос : -( Я зол / / огорчен =): =) Дядя Сэм : -)) Двойной подбородок : -| Мне это безразлично *<: -) Дед мороз ( ( Клоун )) : -{) С усами ; -) Подмигиваю 650)

Электронная почта Смайлики или эмотиконы Прыгающие. Спортивные Музыкальные Для админов Рождественские Национальные http: //smiles 2 k. net. С компьютером Крутые. Большие Боевые Курящие

Пересылка файлов FTP В основе ТСР – сокеты , гнезда или конечные точки обменивающихся хостов. Номер (адрес) сокета – IP -адрес хоста + 16 -битный номер порта. Номера портов ниже 1024 – популярные, зарезервированы сервисами. Например: FTP- передача – порт 21. Список портов: www. iana. org (>300) Порт Протокол Использование 21 FTP Передача файлов 23 Telnet Дистанционный вход в систему 25 SMTP Электронная почта 69 TFTP Простейший протокол передачи данных 79 Finger Поиск информации о пользователе 80 HTTP Мировая паутина (гипертексты) 110 POP-3 Удаленный доступ к электронной почте 119 NNTP Группы новостей • Передача файлов ( FTP )

Пересылка файлов UDP Пользовательский дейтаграммный протокол – обслуживает отправку инкапсулированных IP -дейтаграмм без установления соединений. UDP описан в RFC 786. • Передача файлов ( UDP ) Порт источника Порт назначения Длина UDP Контрольная сумма UDPЗаголовок UDP – 32 бита UDP не занимается контролем потока, контролем ошибок, повторной передачей после приема испорченного пакета. Этим должен заниматься пользовательский процесс. UDP широко используется в: • Клиент-серверные приложения • Служба имен доменов ( DNS )

Пересылка файлов RTP RTP – Real-Time Transport Protocol — транспортный протокол реального масштаба времени – обслуживает отправку мультимедиа. RTP описан в RFC 1889. • Передача файлов ( RTP ) Мультимедийное Приложение RTP UDP IP Ethernet. Интерфейс сокета. Пользовательское пространство Ядро ОС Основная функция RTP – уплотнение нескольких потоков реального масштаба времени в единый поток пакетов UDP.

Пересылка файлов UDP, RTP Профили – отдельные медиапотоки, каждый со своей кодировкой ( GSM, MP 3 , дельта-кодирование и т. п. ). В заголовке – отметка времени. • Передача файлов ( RTP ) Полезная нагрузка RTP Полезная нагрузка UDP Полезная нагрузка IP Полезная нагрузка Ethernet. Заголовок Ethernet Заголовок IP Заголовок UDP Заголовок RTP

Программа, принимающая запросы от пользователей и выдающая им файлы, называется Web -сервером. . Этим термином также именуют компьютер, где она работает. Иногда, чтобы не было путаницы, дополнительно уточняют, что имеется в виду: компьютер или программа. Пользователь запрашивает Web -страницы , , набирая в поле адреса Web -обозревателя адрес страницы : : • http : // wwwwww. . microsoft. . com — адрес сайта Microsoft. . • http : // wwwwww. . netscape. . com — а это адрес Netscape. . • http : // wwwwww. . music. . ru ru — огромная база данных русских музыкальных исполнителей. Гипертексты HTTP • Всемирная паутина (НТТР)

Язык HTML, WEB- программирование Cookies Set-Cookie: NAME =value; EXPIRES =date; DOMAIN =domain_name; PATH =path; SECUR

Сети доставки контента

Протокол запуска соединения SIP – Session Initiation Protocol sip: 9000096@mail. ru sip: +79219000096 sip: IP 4 (IP 6)

Поиск контента в равноранговых сетях (метод хорд)

Поле Начало для записи ii на узле kk Start = k + 2 ii (mod 2 mm )) Поле IPIP -адрес для записи i i на узле kk successor(start[i]) Поиск контента в равноранговых сетях (использование таблицы указателей в методе хорд)

Content Delivery Networks CDNCDN — географически распределённая сетевая инфраструктура , позволяющая оптимизировать доставку и дистрибуцию контента конечным пользователям в сети Интернет. Использование контент-провайдерами CDN способствует увеличению скорости загрузки интернет-пользователями аудио-, видео-, программного, игрового и других видов цифрового контента в точках присутствия сети CDN. Использование CDN позволяет операторам CDN доставлять видеоконтент в формате HD , обеспечивать быструю загрузку файлов больших размеров или организовывать видеовещание с высоким качеством сервиса ( Qo. S ) и низкими затратами на сеть.

Коммерческие CDN-сети R 1 — Пользователь на центральном веб сервере запрашивает необходимый видео файл. R 2 — Перед началом просмотра производится авторизация. R 3 — Resolver сервер по IP адресу пользователя определяет ближайший локальный EDGE сервер. R 4 — Пользователь отправляется на ближайший EDGE сервер. R 5 — При раздаче контента возможны дополнительные авторизационные и биллинговые процедуры. R 6 — После всех проверок начинается выдача информации. S 1 — Пользователь, инициирующий Live поток, отправляет его через Live Stream Incoming Cluster S 2 — Балансировщик нагрузки распределяет потоки по серверам. S 3 — С Live Streaming Server ведет распределение по всем Origin серверам. Один поток на один Origin сервер. S 4 — Origin сервер перенаправляет поток на локальную сеть. Один поток на каждую сеть. S 5 — Конечный пользователь получает поток с наиболее близкого сервера.

Akamai Technologies ( AKAM ) — поставщик услуг для Web: акселерация веб-сайтов, провайдер платформ доставки контента и приложений. Использует большое количество территориально распределённых серверов для более быстрой доставки контента посетителям. Среди клиентов компании: Adobe, Apple, AMD, Amazon. com, Autodesk, BBC, Ben. Q, Blizzard, CNET, European Space Agency, IBM, L’Oréal, Microsoft, My. Space, NASA, Nintendo, NVIDIA, PC World, Sony, Red Hat, Reuters, Siemens, Yahoo, i. Cloud.

Level 3 Communications ( LVLT ) — одна из крупнейших мировых телекоммуникационных компаний со штаб-квартирой в Брумфилде, Колорадо, США. Компания ведет свою деятельность как в США, так и в Европе. В распоряжении Level 3 находится одна из самых больших сетей магистральных каналов передачи данных (backbone) в мире — почти 75 тыс. км. Level 3 Communications Соединения между крупными городами реализованы на основе оптических каналов OC-192 или 10 Гбит Ethernet. Сеть компании покрывает всю континентальную часть США и большую часть Западной Европы. Также Level 3 владеет 100 -Гбитной полосой каналов передачи данных через Атлантику, которая соединяет две части её сети.

NGENIX – первый российский оператор CDN Компания NGENIX первой в России начала предостав-лять услуги распределенной доставки и дистрибуции цифро-вого контента с применением технологии CDN на базе собственной мультисервисной сети с точками присутствия в крупнейших телекоммуникационных центрах страны и ближнего зарубежья. Основу сети доставки контента NGENIX CDN составляют многофункциональные сервисные платформы, расположенные в точках концентрации сетей широкополос-ного доступа в крупнейших телекоммуникационных центрах России.

NGENIX – первый российский оператор CDN Точки присутствия развернуты в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Казани, Самаре, Ростове-на-Дону, Краснодаре, Екатеринбурге, Новосибирске и Владивостоке.

NGENIX – первый российский оператор CDN Сегодня к сервисным платформам сети NGENI X подключены более 350 операторов связи, что позволяет одновременно распространять контент на высокой скорости для более чем 12 -миллионной аудитории региональных интернет-пользователей.

Сеть доставки контента Ru. CDN Для всех пользователей трафик локальный – данные передаются из их локальной сети, а значит бесплатный и быстрый. Данные на EDGE серверы попадают либо путем раскопирования, либо путем единичных потоков (при Live вещании например). Другими словами, на несколько сотен исходящих потоков с EDGE сервера будет всего несколько входящих извне, т. е. из глобальной сети Internet.

Сеть доставки контента Ru. CDN На текущий момент R u CD N тестируется на основе проектов по раздаче видеоконтента, преимущественно High Definition видео и Live вещания высокого качества. Оконечные серверы (EDGE servers) проекта установлены в Санкт-Петербурге, Москве и в ближайшем будущем планируются в городах-миллионниках. Основные технические характеристики Операционная система: Linux. Язык программирования: C++, PHP. СУБД: My. SQL 5+. Стриминговый сервер, RTMP Reverse Proxy : собственное решение Бизнес. Медиа. Протокол передачи on demand видео: HTTP псевдо-стриминг. Протокол передачи Live вещаний: RTMP.

Мегафон — сеть доставки контента в РФ «Мегафон» уже организовал точки присутствия CDN в Москве, Новосибирске, Томске, Краснодаре, Самаре, Ростове-на-Дону, Челябинске, Перми, Екатеринбурге и Хабаровске. К концу 2011 года оператор планирует увеличить количество точек присутствия CDN, в том числе запустить узлы в Казани и Петербурге. МОСКВА, 3 октября 2011 — РИА Новости. ОАО «Мегафон» , один из крупнейших операторов связи в РФ, ввело в эксплуатацию сеть по доставке контента (Content Delivery Network, CDN) в РФ, сообщила компания.

Спасибо за внимание !