Компьютерные системы и сети Обзор материалов предыдущего семестра Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы, 2013/2014. - презентация

1 Компьютерные системы и сети Обзор материалов предыдущего семестра Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я.Купалы, 2013/2014

2 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Система: наличие цели создания; взаимодействие и взаимосвязь элементов; появление новой функциональности или достижение уровня производительности не равного сумме элементов; регулярность; наличие механизма управления… cистема f вход x выход y Внешние условия h y=f(x,h) Механизм Устройство Комплекс Инфрастуктура …

3 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Сложная система: большое число элементов и связей; наличие подсистем; существование нескольких уровней функционирования; наличие нескольких способов достижения целей; невозможность/сложность точного описания состояния элементов и их взаимосвязей. x y h f1 f4 f3 f2

4 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Компьютерные системы Компьютерная система (computer system) – это система, в которой часть функций реализована с использованием средств вычислительной (микропроцессорной) техники.

5 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Компьютерные системы Компьютерная система – это система, объединяющая компьютеры и периферийное оборудование (принтеры, сканеры, маршрутизаторы и т.д.) в единую инфраструктуру.

6 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети АЛУ УУ УВв УВыв Процессор ЗУ ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

7 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети СЕТЕВЫЕ (РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ) КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ Распределенная компьютерная система это набор независимых компьютеров, представляющийся их пользователям единой объединенной системой. Компьютеры автономны Для пользователя система кажется единой

8 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Компьютерные системы Сетевые/распределенные (Intranet, Internet, Extranet, cloud, GRID, Web, Skype, Facebook…) Многопроцессорные (многоядерные, SMP, MPP) Однопроцессорные (одноядерные, многоядерные) Прикладные программы Операционная система Аппаратное обеспечение Пользователь Прикладные программы Прочие системные программы Операционная система Аппаратное обеспечение

9 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

10 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети серверов; 70 офисов в 40 странах; сотрудников; уникальные алгоритмы поиска; исследовательский центр и десятки ученых; 200 млрд. $

11 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Repetiljo est inaier studiorum… (повторенье мать ученья) ©римляне

12 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

13 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

14 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

15 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

16 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Пакет –блок данных, передаваемый между абонентскими системами и приложениями. Трафик – поток информации (пакетов), передаваемой по сети за определенный период времени.

17 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 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

18 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Электрический сигнал в медном кабеле (UTP cat 5, 5e, 6; STP cat 6, 7, телефонная линия, электропитание ) Световой сигнал в волоконно-оптическом кабеле (ВОЛС Single Mode, Multi Mode) Электромагнитный сигнал в радиоэфире (GSM, Wi-Fi, WiMax, LTE, Bluetooth) Световой сигнал в воздушном пространстве (IrDA) Классификация сетей по среде передачи, виды сигналов и физическая среда:

19 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ca dd e4 3e 00 0c f ).R...E ac 16 8b bc 6e 0a 1f 01 4a 0a c cb c d fa 5f bb P.G....'._.P fc e c f b0 3c d 6c d 6c 6e 73 3d f0 3c e 0a 3c c 65 3e d0 9a d0 b0 d1 82 d0 b5 d0 b3 d0 be d1 80 d0 b8 d1 8f a d0 90 d1 80 d1 82 d0 b8 d1 81 d1 82 d1 8b 20 : e d0 92 d0 b8 d0 ba d0 b8 d0 bf d0 b d0 b4 d0 b8 d1 8f 3c 2f c 65 3e 0a 3c < d d d meta htt p-equiv= f 6e e 74 2d "Content -Type" c f 6e e 74 3d f d ontent=" text/htm c 3b d d 38 l; chars et=UTF-8

20 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Коммутация пакетов

21 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Мультисервисная сеть

22 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

23 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Сетевые клиенты

24 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

25 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети ИНТЕРФЕЙСЫ Логический интерфейс (программный порт) - это виртуальный (программный) интерфейс, созданный средствами операционной системы и доступный для программных средств канальный уровень (сетевой адаптер, eth0, eth1) сетевой уровень (ip-адрес, ipx-адрес) приложение (TCP/UDP порт) информационный ресурс (DNS-имя, URI) Физический интерфейс (аппаратный порт) – определяется набором электрических характеристик сигналов и технических параметров кабеля, разъемов.

26 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Концентратор (Hub) Коммутатор (Switch) Мост (Bridge) Конвертер (converter) Маршутизатор (Router) Шлюз (gateway) СЕТЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

27 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

28 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети LAN

29 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

30 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети горизонтальные подсистемы – соединяют розетки пользователей с кроссовыми шкафами этажа; вертикальные подсистемы – соединяют кроссовые шкафы каждого этажа с центральной аппаратной здания; подсистема кампуса (магистраль) – объединяет несколько зданий Структурированные кабельные сети, СКС Structured Cabling System, SCS ISO/IEC 11801, TIA/EIA-568A

31 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

32 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Пассивные оптические сети (PON) ONT (Optical Network Terminal) OLT (Optical Line Terminal) Оптический сплиттер

33 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети АрхитектураСкорость передачиМах. расстояниеСреда передачи Ethernet 10Base-2 10Base-5 10Base-T 10 Мбит/с 180 м (360м) 500 м 100 м тонкий коаксиал толстый коаксиал витая пара кат.3 Fast Ethernet 100Base-FX 100Base-TX 100 Мбит/с 10 Мбит/с0,5 – 30 км 100 м ВОЛС (MM, SM) витая пара кат.5 – 7 Gigabit Ethernet 1000Base-T 1000Base-SX 1000Base-LX/ZX 1000 Mб/с 100 Мбит/с 10 Мбит/с 100 м км 5-80 км витая пара кат ВОЛС ММ ВОЛС SM 10 Gigabit Ethernet 10GBASE-S 10GBASE-L/E 10GBASE-KR 10GBASE-T 10 Гбит/с 300 м км 1 м 100 м ВОЛС (MM) ВОЛС (SM) На монтажной плате STP Cat 6, 7 Технологии/архитектуры ЛВС

34 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Построение ЛВС Ethernet

35 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Распределенные сети (WAN)

36 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети АрхитектураСреда передачиСкорость передачи, махРасстояние 10GESTP 7 cat FO SM 10 Гбит/с 100м 40 км GEUTP 5e cat FO SM 1 Гбит/с 100м 80 км FEUTP 5e cat FO SM 100 Мбит/с 100м 100 км ADSL-2TP (3 cat)24 (3) Мбит/с1-6 км G.shDSL-2TP (3 cat)5,5 – 10 Мбит/с1-8 км VDSL - 2TP (3 cat)100 Мбит/с1-1,5 км DOCSIS 3.0Coaxial, FO400 (108) Мб/c Wi-FiРадиоэфир108 Мбит/c15 – 300 м 4G (WiMax) (LTE ) Радиоэфир100 Мбит/c 326 (172) Мбит/c 30 км 3G (CDMA)Радиоэфир2 Мбит/с V.90TP (3 cat)56 Кбит/c9 км E1TP (3 cat)2 Мбит/с

37 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) IPsec (IP Security Protocol) VPN

38 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Идентификация (адресация) компьютера в сети PC1.grsu.by символьное имя компьютера (DNS-имя) сетевой (IP, IPX) адрес компьютера EF физический (MAC) адрес компьютера универсальное имя информационного ресурса (URI-имя)

39 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 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 ; , ff00::/8] Адрес произвольной рассылки (anycast) – в версии IPv6 позволяет передавать данные не всей группе, а отдельным ее узлам.

40 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети IP - адресация два стандарта: IP version 4 (IPv4), c 1983 г., 32-х битный адрес – , 2 32 – адресов; IP version 6 (IPv6), c 1999 г., 128-и битный адрес – 1080:0:0:0:8:800:200C:417A, EFDC:BA62:7654:3201:EFDC:BA72:7654:3210, адресов.

41 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети / –

42 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети IP-адрес Маска сети Шлюз /

43 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Свой адрес (src): mask Адрес назначения (dst): Адрес назначения (dst): В локальную сеть На маршрутзатор

44 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети адресов Маска (oct.) Маска (dec.)кол-во адресов

45 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети "Private Use" IP addresses: , ( /8) , ( /16) ( /12) "Autoconfiguration" IP Addresses (APIPA): ( /16) "Loopback" IP addresses: Multicast IP addresses: Неопределенные (все прочие) адреса:

46 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети порт (port), сокет (socket), - идентификаторы соединения (connection identifier, connection ID) (0 – 65535) Сокет идентифицирует каждый диалог socket address : Транспортный уровень

47 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

48 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Функции DNS Обслуживание зон прямого просмотра (forward): преобразование DNS-имя > IP-адрес; Обслуживание зон обратного просмотра (reverse): преобразование IP-адрес > DNS-имя ;

49 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети

50 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Адресация информационных ресурсов в Интернет URL - Uniform Resource Locator (Единообразный локатор ресурса) URI - Uniform Resource Identifier (Единообразный идентификатор ресурса). RFC 2396

51 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Интернет не является единым поставщиком телекоммуникационных услуг. Интернет - иерархическая структура, где каждая из сетей отвечает за трафик, который протекает внутри нее, за передачу его в сети более высокого уровня.

52 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Соединение сетей (Internetworking)

53 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Служебные процессы, порождаемые в сети

54 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Базовые сетевые модели Модель сетевого взаимодействия «клиент-сервер» (ВОС, TCP/IP ) Компьютер 1Компьютер 2 MAC, IP, TCP-port DNS, URI Программная модель «клиент - сервер» Приложение - клиент Приложение – сервер (URI, языки запросов, семантика)

55 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Обработка данных (модель клиент - сервер) Коммуникации; Адресация ресурсов; Протоколы и языки запросов; Авторизация пользователей; Промежуточное программное обеспечение (middleware); Аппаратные средства Распределенные компьютерные системы

56 ГрГУ им. Я.Купалы 2013/2014 Компьютерные системы и сети Локальная ОС Распределенные приложения Служба промежуточного уровня ПК 1ПК 2ПК 3 Компьютерная сеть

57 Компьютерные системы и сети Олизарович Евгений Владимирович ГрГУ им. Я. Купалы, 2013/2014