Файл: Фундаментальные концепции компьютерных сетей коммутация, маршрутизация, мультиплексирование, адресация.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 38
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1 глава
Фундаментальные концепции компьютерных сетей — коммутация, маршрутизация, мультиплексирование, адресация.
Компьютерные сети, называемые также сетями передачи данных по связанным электрически и информационно автономно работающим компьютерам.
Мейнфрейм — мощный и надежный компьютер универсального назначения.
Многотерминальные системы разделения времени - в таких системах каждый пользователь получал собственный терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером.
Многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали прообразом локальных вычислительных сетей.
Закон Гроша - производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости.
Глобальные сети (WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно, находящиеся в различных городах и странах.
Принцип коммутации пакетов - данные разделяются на небольшие порции — пакеты, которые самостоятельно перемещаются по сети благодаря наличию адреса конечного узла в заголовке пакета.
Локальные сети (LAN) — это объединения компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории.
Сетевая технология — это согласованный набор программных и аппаратных средств, а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.
Frame Relay и ATM. В этих технологиях предполагается, что искажение битов происходит настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей Frame Relay и ATM.
Протокол IP. Этот протокол может работать поверх любых технологий локальных и глобальных сетей, объединяя различные подсети в единую составную сеть.
intranet-технологии - процесс переноса технологий из глобальной сети Интернет в локальные.
Городские сети, или сети мегаполисов (MAN), предназначены для обслуживания территории крупного города.
Прорывом в процессе конвергенции сетей явилось появление смартфонов - терминальных устройств, которые объединили в себе функции мобильных телефонов и персональных компьютеров.
Методы обеспечения требуемого качества обслуживания (QoS) - призваны минимизировать уровень задержек для чувствительного к ним трафика, например голосового, и одновременно гарантировать среднюю скорость и динамичную передачу пульсаций для трафика данных.
Интернет вещь (1оТ) – компьютеры, которые сами инициируют обмен данными между собой или со своими удаленными центрами управления через Интернет, являясь, по существу, его пользователями.
2 глава
Облачные вычисления – которые позволяют разгрузить пользовательский компьютер и перенести хранение данных и выполнение приложений на некоторые удаленные компьютеры.
Интерфейс — в широком смысле — формально определенная логическая и/или физическая граница между отдельными объектами, которые обмениваются информацией. Интерфейс задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.
Физический интерфейс (называемый также портом) определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов. Обычно он представляет собой разъем с набором контактов, каждый из которых имеет определенное назначение.
Логический интерфейс (называемый также протоколом) — это набор информационных сообщений определенного формата, которыми обмениваются два устройства или две программы, а также набор правил, определяющих логику обмена этими сообщениями.
Сервис – услуга, предоставляемая службой.
Операционную систему компьютера часто определяют как взаимосвязанный набор системных программ, который обеспечивает эффективное управление ресурсами компьютера, а также предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с аппаратурой компьютера и разработки приложений.
Сетевой операционной системой называют операционную систему компьютера, которая, помимо управления локальными ресурсами, предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.
Сетевая ОС включает программные коммуникационные средства, обеспечивающие совместно с аппаратными коммуникационными средствами передачу сообщений, которыми обмениваются клиентские и серверные части сетевых служб.
Одноранговая ОС не только позволяет обращаться к ресурсам других компьютеров, но и предоставляет собственные ресурсы в распоряжение пользователей других компьютеров.
Клиентская ОС - содержит преимущественно клиентские части сетевых служб.
Серверная ОС — она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своего компьютера и включает в себя в основном серверные части сетевых служб.
Локальное приложение целиком выполняется на данном компьютере и использует только локальные ресурсы.
Централизованное сетевое приложение целиком выполняется на данном компьютере, но обращается в процессе своей работы к ресурсам других компьютеров сети.
Распределенное (сетевое) приложение состоит из нескольких взаимодействующих частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи, причем каждая часть может выполняться и, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети.
Представление данных в виде электрических или оптических сигналов называется кодированием.
Модуляция - дискретная информация представляется синусоидальным сигналом той частоты, которую хорошо передает имеющаяся линия связи.
Сигнал-квитанция - подтверждает правильность приема данных и посылается от получателя отправителю.
Предложенная нагрузка — это поток данных, поступающий от приложения пользователя на вход сети, которая всегда готова принять данные. Предложенную нагрузку можно характеризовать скоростью генерации данных в битах в секунду.
Пропускная способность, называемая также емкостью канала связи (capacity), представляет собой максимально возможную скорость передачи информации по данному каналу.
Скорость передачи — это фактическая скорость потока данных, прошедшего через сеть или некоторые ее фрагменты.
Дуплексный канал обеспечивает одновременную передачу информации в обоих направлениях.
Полудуплексный канал также обеспечивает передачу информации в обоих направлениях, но не одновременно, а по очереди.
Симплексный канал позволяет передавать информацию только в одном направлении.
Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам — физические или информационные связи между вершинами.
Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными
Неполносвязные топологии - для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться транзитная передача данных через другие узлы сети.
Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых связей.
Кольцевая топология - данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому.
Звездообразная топология образуется в случае, когда каждый компьютер подключается непосредственно к общему центральному устройству, называемому концентратором.
Иерархическая звезда или деревом - сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой звездообразными связями
Особым частным случаем звезды является общая шина.
Уникальный адрес (unicast) используется для идентификации отдельных интерфейсов.
Групповой адрес (multicast) идентифицирует сразу несколько интерфейсов, поэтому данные, помеченные групповым адресом, доставляются каждому из узлов, входящих в группу.
Данные, направленные по широковещательному адресу (broadcast), должны быть доставлены всем узлам сети.
Адрес произвольной рассылки (anycast), так же как и групповой адрес, задает группу адресов, однако данные, посланные по этому адресу, доставляются не всем узлам данной группы, а только одному из них.
Адреса могут быть числовыми (например, 129.26.255.255 или 81. la.ff.ff) и символьными (site.domen.ru, willi-winki).
Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может иметь плоскую (линейную) или иерархическую организацию.
При плоской организации множество адресов никак не структурировано. Примером плоского числового адреса является МАС-адрес, предназначенный для однозначной идентификации сетевых интерфейсов в локальных сетях.
При иерархической организации адресное пространство структурируется в виде вложенных друг в друга подгрупп, которые, последовательно сужая адресуемую область, в конце концов, определяют отдельный сетевой интерфейс.
Протоколы разрешения адресов - специальные вспомогательные протоколы для преобразования адресов из одного вида в другой.
Централизованный подход - в сети выделяется один или несколько компьютеров (серверов имен), в которых хранится таблица соответствия имен различных типов.
Распределенный подход - каждый компьютер сам хранит все назначенные ему адреса разного типа.
Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует
маршрут.
Информационным потоком, или потоком данных, называют непрерывную последовательность данных, объединенных набором общих признаков, выделяющих эти данные из общего сетевого трафика.
Метка потока — это особый тип признака. Она представляет собой некоторое число, которое несут все данные потока. Глобальная метка назначается данным потока и не меняет своего значения на всем протяжении его пути следования от узла источника до узла назначения, таким образом, она уникально определяет поток в пределах сети. В некоторых технологиях используются локальные метки потока, динамически меняющие свое значение при передаче данных от одного узла к другому.
Определить маршрут означает выбрать последовательность транзитных узлов и их интерфейсов, через которые надо передавать данные, чтобы доставить их адресату.
Метрика - абстрактная оценка условного «расстояния» между двумя узлами сети.
Таблица коммутации (таблица маршрутизации) - в этой таблице локальному или глобальному признаку потока ставится в соответствие номер интерфейса, на который устройство должно передавать данные, относящиеся к этому потоку.
Интерфейс коммутатора (называемый также портом) является физическим модулем, состоящим из приемника и передатчика. В том случае, когда передатчик и приемник работают на дуплексный канал связи, они работают независимо друг от друга, обеспечивая одновременную передачу данных в обоих направлениях. Иногда приемную часть интерфейса называют входным интерфейсом, а выходную часть — выходным интерфейсом.
Программный коммутатор - универсальный компьютер со встроенным программным механизмом коммутации.
Коммутационная сеть – узлы сети, выделенные специально под коммутацию.
Демультиплексирование — разделение суммарного потока на несколько составляющих его потоков.
Мультиплексирование (агрегирование) — образование из нескольких отдельных потоков общего агрегированного потока, который передается по одному физическому каналу связи.
Частный случай коммутатора, у которого все входящие информационные потоки коммутируются на один выходной интерфейс, где они мультиплексируются в один агрегированный поток, называется мультиплексором. Коммутатор, который имеет один входной интерфейс и несколько выходных, называется демультиплексором