Компьютерные системы и сети ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы, 2012/2013

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети -Олифер В.Г., Олифер Н.А., Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2010 – 944с.: ил. -Шиндлер, Дебра Литтлджон., Основы компьютерных сетей.: Пер. с англ.- М.: Издательский дом "Вильямс", с. ил.- Парал. тит. Англ. -Вишневский В.М., Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. – М: Техносфера, – 512с.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети WWW-cайт компании Cisco. WWW-cайт компании Zyxel. WWW-cайт компании Microsoft.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети XX век Технические сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети XXI век Информационные сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Компьютерная сеть (network) - это совокупность компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных специальным программным обеспечением, которое обеспечивает передачу данных в соответствии с заданными правилами. Компьютерная сеть включает: Компьютеры или абонентские устройства на их основе; Коммуникационное оборудование; Линии и каналы передачи данных; Операционные системы; Сетевые приложения.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Для чего нужно создавать компьютерные сети: -создание и использование информационных систем общего пользования (веб-сайты, базы данных, информационно-коммуникационные сервисы,облачные среды, …); -совместное использование устройств и каналов связи (дисковые хранилища, принтеры, факсы, Интернет,...); -передача данных между устройствами (компьютеры, серверы, телеметрические системы и др.); -организация параллельных вычислений, в т.ч. территориально распределенных; -….

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Сети локальные - Сети глобальные - Сети распределённые - Сети Интернет - Сети Интранет - Сети Экстранет - Сети Ethernet - Сети Arcnet - Сети ATM - Сети Frame Relay - Сети TokenRing - Сети Microsoft Windows - Сети Novell – Сети телефонные - Сети одноранговые - Сети вычислительные - Сети кабельные - Сети инфракрасные - Сети оптические - Сети IPX - Сети IP - Сети компьютерные - Сети корпоративные - Сети провайдерские - Сети региональные – Сети NGN – Сети Wi-Fi

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ network, LAN, ЛВС

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 8 А h =

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ХОСТ –устройство (компьютер), подключенное к сети. СЕРВЕР – компьютер (хост), предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам. КЛИЕНТ - компьютер (хост), использующий ресурсы, предоставляемые другими компьютерами (серверами).

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Задачи, возникающие в процессе сетевого взаимодействия: 1.Технические коммуникации (реализация, совместимость). 2.Доставка (адресация, маршрутизация). 3.Взаимодействие с приложением (идентификация). 4.Организация совместного доступа (очереди, транзакции). 5.Независимость от платформы и ОС (форматы). 6.Безопасность (корректность передачи, защита данных).

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Технические коммуникации Сигнал – изменяющая во времени физическая величина используемая для передачи пакетов по каналу связи Передача информации Пакет - единица информации, передаваемой по компьютерной сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ИНТЕРФЕЙСЫ Физический интерфейс (аппаратный порт) –определяется набором электрических характеристик сигналов и технических параметров кабеля, разъемов. Линия связи – участок кабеля с разъемами

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Медиаконвертер – устройство для согласования и интерфейсов

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ИсточникАЦП Модулятор/ передатчик ЦАП Приёмник/ демодулятор Получатель ИсточникПередатчикПриёмникПолучатель Аналоговый способ передачи аналоговых данных Цифровой способ передачи аналоговых данных

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ИНТЕРФЕЙСЫ Логический интерфейс (программный порт) - это виртуальный (программный) интерфейс, созданный средствами операционной системы и доступный для программных средств IP – интерфейс сетевой интерфейс – сетевой адаптер Канал связи - система технических средств для передачи сообщений от источника к получателю (от логического интерфейса источника до логического интерфейса получателя). Канал связи (технический) - совокупность физической среды распространения сигналов и приемопередающего (каналообразующего) оборудования. DTE (Data Terminal Equipment) DCE (Data Communications Equipment)

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Пропускная способность (ширина канала) Эффективная (передача информации сообщения): 1 Гбит/с (Gb/s) = 1000 Мбит/с (Mb/s) 1 Гбит/с (Gb/s) = 1024 Мбит/с (Mb/s) Техническая (передача в секунду): бод (baud)

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Технические коммуникации Коммутация каналов Коммутация пакетов

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Совместимость технических и информационных коммуникаций Протокол - совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией. Протоколы Интерфейсы

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети МОДЕЛИ СЕТЕВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА - любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с общедоступными спецификациями и стандартами, принятыми в результате публичного обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Преимущества построения сетей с соблюдением принципов открытости: возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта; возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами; возможность легкого сопряжения одной сети с другой; простота освоения и обслуживания сети. Самая большая открытая система – Интернет. Функционирует на основе открытых спецификаций (стандартов) - Request For Comments (RFC) / запрос на комментарии /.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ПРОТОКОЛ - набор формализованных правил, определяющих последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах. ИНТЕРФЕЙС – набор формализованных правил, определяющих последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, в процессе взаимодействия соседних уровней одного узла.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Эталонная модель взаимодействия открытых систем - ВОС (Open System Interconnection, OSI) разделяет процесс сетевой передачи на несколько последовательно выполняющихся, функционально обособленных уровней

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 7. Прикладной уровень (Application layer) 6. Уровень представления(Presentation layer) 5. Сеансовый уровень (Session layer) 4. Транспортный уровень (Transport layer) 3. Сетевой уровень (Network layer) 2. Канальный уровень (Data Link layer) 1. Физический уровень (Physical layer) Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI)

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 1. Физический уровень (Physical layer) Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI) - имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, радиоканал, цифровой канал, … - используются характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и т.д., -стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 2. Канальный уровень (Data Link layer): Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI) -проверка доступности среды передачи, -обнаружение и коррекция ошибок (повторная передача), -ориентирован на конкретную физическую реализацию, -реализуется сетевыми адаптерами и их драйверами. * * * Сообщения канального уровня называются кадрами (frames). * * * Примеры - протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, PPP. Поддерживаются компьютерами (сетевые адаптеры), мостами, коммутаторами и маршрутизаторами.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 3. Сетевой уровень (Network layer): -служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей канального уровня, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей, -сети канального уровня соединяются между собой маршрутизаторами - устройствами, которые собирают информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылают пакеты сетевого уровня в сеть назначения, -проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией. * * * Сеть - это совокупность узлов, сетевой адрес которых содержит один и тот же номер сети. * * * Сообщения сетевого уровня называются пакетами (packets). * * * Примеры - протокол IP стека TCP/IP и протокол IPX стека Novell.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 4. Транспортный уровень (Transport layer): Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI) -обеспечивает приложениям или верхним уровням стека прикладному и сеансовому передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется; -определяет класс сервиса предоставляемых услуг: способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи, срочность, возможность восстановления прерванной связи, … * * * Сообщения транспортного уровня называются пакетами (packets) или дейтаграммами (datagram). * * * Протоколы реализуются программными средствами конечных узлов сети компонентами их сетевых операционных систем. Примеры транспортных протоколов - протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 5. Сеансовый уровень (Session layer): Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI) -обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации; -позволяет вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все с начала. * * * На практике редко реализуется в виде отдельных протоколов. Функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 6. Уровень представления (Presentation layer): Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI) - имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания (например, для разных ОС); -позволяет преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и других кодировок; -выполняет шифрование и дешифрование данных. * * * Пример - протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети 7. Прикладной уровень (Application layer): Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС / OSI) - набор протоколов, с помощью которых пользователи получают доступ к разделяемым ресурсам: файлам, принтерам, гипертекстовым Web-страницам, электронной почте и т.д. * * * Единица данных называется сообщением (message). * * * Пример - файловые службы: NCP в операционной системе Novell NetWare, SMB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети СТЕК ПРОТОКОЛОВ - иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Наиболее популярными являются стеки протоколов: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, OSI, DECnet, SNA, AppleTalk/AFP

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Сетезависимые и сетенезависимые протоколы

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети СЕТЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Концентратор (Hub) Коммутатор (Switch) Мост (Bridge) Конвертер (converter) Маршутизатор (Router) Шлюз (gateway) СЕТЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Сетевые адаптеры Проводные (RJ-45) PCI PC-card USB PCI USB Безпроводные (Wi-Fi, 3G)

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Коммутаторы

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Настольные Коммутаторы неуправляемые (19) управляемые 19 Стек коммутаторов

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети LAN

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Маршрутизатор

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Беспроводная точка доступа DSL маршрутизатор/мост

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Аналоговые модемы

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Промышленное оборудование

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Виды адресации в компьютерных сетях: Аппаратный/физический адрес (МАС) – определяет направление передачи между устройствами, на канальном уровне. (FF:FF:FF:FF:FF:FF) Сетевой адрес (IP, IPX) – определяет направление передачи между хостами и сетями, на сетевом уровне. ( ) Сокет (комбинация TCP порта и IP-адреса) – определяет уникальный адрес прикладной программы (клиент или сервер). Символьное имя (DNS, URI) – определяет удобное для человека именование сетевых устройств и сервисов на прикладном уровне.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети ВИДЫ АДРЕСОВ: Уникальный адрес (unicast) – используется для адресации отдельных узлов; [ ef:05:fa:aa:00:21 ; ] Групповой адрес (multicast) – данные передаются каждому из узлов, входящих в группу [ ] Широковещательный адрес (broadcast) – данные доставляются всем узлам сети [ff:ff:ff:ff:ff:ff ; ] Адрес произвольной рассылки (anycast) – в версии IPv6 позволяет передавать данные не всей группе, а отдельным ее узлам. Адресное пространство – диапазон адресов, допустимый в рамках выбранной в сети схемы адресации

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети TRAFFIC FILM

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация сетей: -по масштабу: локальные и глобальные (распределенные), городские… -по архитектуре: Ethernet, Arcnet, SDH, ATM,... -по топологии (физическая, логическая) : полносвязная, ячеистая, шина, звезда, кольцо, смешанная. -по проводящей среде: кабельные и безкабельные, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно, радиосвязь (радиорелейная, сотовая, спутниковая, WiFi, Bluetouch), инфракрасная, опто-воздушная, кабельное TV, силовая сеть. - по типу серверов (NW, Windows, Unix).

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по организации и масштабу Локальные вычислительные сети (ЛВС, LAN), Распределенные сети (WAN), Городские сети (MAN), Корпоративные сети (провайдерские), Глобальные сети, Грид-сети, …

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по архитектуре Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet), ArcNet, TokenRing, FrameRelay, FDDI, ATM, SDH (SONET), Архитектуры точка-точка (xDSL, V.90, др.) Архитектура сети определяет совокупность технических и программных средств, алгоритмов и технологий организации физического и канального уровня, позволяющих организовать передачу фреймов между узлами сети.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по топологии

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по топологии

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация сетей по топологии Логические конфигурации сетей – кольцо, звезда, шина, реализованные в топологии «Звезда»

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Электрический сигнал в медном кабеле Световой сигнал в волоконно-оптическом кабеле Электромагнитный сигнал в радиоэфире Световой сигнал в воздушном пространстве Классификация сетей по среде передачи, виды сигналов и физическая среда:

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Кабель «витая пара» Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair): Категория 1, 1 пара, полоса частот до 0,1 МГц), - телефонная связь; Категория 2 (UTP cat 2), 2 пары, полоса частот до 1 МГц - передача данных до 4 Мбит/с, телефонная связь; Категория 3 (UTP cat 3), 4 пары, полоса частот до 16 МГц - передача данных до 10 Мбит/с (100Мбит/с), телефонная связь; Категория 5 (UTP cat 5), 4 пары, полоса частот до 100 МГц - передача данных до 100 Мбит/с (1000 Мбит/с); Категория 5е (UTP cat 5е), 4 пары, полоса частот до 125 МГц - передача данных до 1000 Мбит/с; Категория 6 (UTP cat 6), 4 пары, полоса частот до 250 МГц - передача данных до 1000 Мбит/с; Категория 6а (UTP cat 6а), 4 пары, полоса частот до 500 МГц - передача данных до 10 Гбит/с;

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair): патч-корд (patch-cord) Разъем RJ-45

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair):

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Неэкранированная витая пара (UTP -Unshielded twisted pair): Розетка RJ-45 (UTP)

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Кабель «витая пара» Экранированная витая пара (S/FTP- (Screened Fully Shielded Twisted Pair): Категория 7 (cat 7), 4 пары, полоса частот до 700 МГц - передача данных до 10 Гбит/с, передача видеосигнала.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Виды металлических кабелей Коаксиальный кабель (coaxial)

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Виды оптических кабелей: Оптические разъемы: Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС): Одномодовое волокно: Многомодовое волокно: FCLC

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Организация кабельных линий

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Организация кабельных линий

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация по способу организации совместного использования сетевых ресурсов. Одноранговая сеть

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация по способу организации совместного использования сетевых ресурсов. Сеть с выделенным сервером.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Классификация по способу организации совместного использования сетевых ресурсов. Смешанная сеть.

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Гетерогенные сети

ГрГУ им. Я.Купалы 2012/2013 Компьютерные системы и сети Современные сети, как правило, строятся с использованием нескольких технологий. В состав больших сетей могут входить сегменты с различной архитектурой, различными серверными системами, различными клиентскими операционными системами. Такие сети называются гетерогенными. Мультисервисная сеть – сеть, которая используется не только для передачи данных, но и для телефонной связи, видеотрансляций и т.д.

Компьютерные системы и сети Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я. Купалы, 2012/2013