Раздел I. Общие принципы построения вычислительных сетей 3

1. Введение: От централизованных систем - к вычислительным сетям 3

1.1. Эволюция вычислительных систем 3

1.2. Вычислительные сети - частный случай распределенных систем 7

1.3. Что дает предприятию использование сетей 9

2. Основные проблемы построения сетей 13

2.1. Проблемы физической передачи данных по линиям связи 13

2.2. Проблемы объединения нескольких компьютеров 14

2.3. Ethernet - пример стандартного решения сетевых проблем 20

2.4. Структуризация как средство построения больших сетей 22

2.5. Сетевые службы 27

28

3. Модель взаимодействия открытых систем и проблемы стандартизации 29

3.1. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов 29

3.2. Модель OSI 30

3.3. Уровни модели OSI 33

3.4. Стандартные стеки коммуникационных протоколов 39

4. Локальные и глобальные сети. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям 43

4.1. Локальные и глобальные сети 43

4.2 Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям 43

Раздел II. Основы передачи дискретных данных 49

5. Линии связи 49

5.1. Типы линий связи 49

5.2. Аппаратура линий связи 50

5.3. Характеристики линий связи 51

5.4. Стандарты кабелей 59

6. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне 66

6.1. Аналоговая модуляция 66

6.2. Цифровое кодирование 68

6.3. Логическое кодирование 73

6.4. Дискретная модуляция аналоговых сигналов 77

6.5. Асинхронная и синхронная передачи 80

7. Методы передачи данных канального уровня. Методы коммутации 82

7.1. Методы передачи данных канального уровня 82

7.2. Методы коммутации 93

Раздел III. Базовые технологии локальных сетей 107

10. Технологии Token Ring, FDDI, Fast Ethernet 107

10.1. Технология Token Ring (802.5) 107

Раздел IV. Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровней 114

11. Кабельная система. Концентраторы и сетевые адаптеры 114

11.1. Структурированная кабельная система 114

11.2. Концентраторы и сетевые адаптеры 120

Раздел V. Сетевой уровень как средство построения больших сетей 133

13. IP-сети. Адресация в IP-сетях 133

13.1. Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня 133

13.2. Адресация в IP-сетях 138

14. Протокол IP 153

14.1. Основные функции протокола IP 153

14.2. Структура IP-пакета 153

14.3. Таблицы маршрутизации в IP-сетях 156

14.4. Маршрутизация без использования масок 160

14.5. Маршрутизация с использованием масок 163

14.6. Фрагментация IP-пакетов 173

14.7. Протокол надежной доставки TCP-сообщений 176

Раздел I. Общие принципы построения вычислительных сетей

1. Введение: От централизованных систем - к вычислительным сетям

1.1. Эволюция вычислительных систем

Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма - мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день (рис. 1.1), Таким образом, одна неверно набитая карта означала как минимум суточную задержку.

Рис. 1.1. Централизованная система на базе мэйнфрейма

Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных, был бы гораздо удобней. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали, поскольку пакетный режим - это самый эффективный режим использования вычислительной мощности, так как он позволяет выполнить в единицу времени больше пользовательских задач, чем любые другие режимы. Во главу угла ставилась эффективность работы самого дорогого устройства вычислительной машины - процессора, в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.