Луцьк 2009

УДК 621.658

ББК 30.5

Комп’ютерні мережі. Конспект лекцій для студентів спеціальності /7.092501/ “Автоматизоване управління технологічними процесами” факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій денної форми навчання / Р.Я. Грудецький – Луцьк: ЛНТУ, 2009.- 156 с.

Укладач: Р.Я. Грудецький

Рецензенти: Р.Г. Редько

Відповідальний за випуск: Л.О. Гуменюк

Затверджено науково-методичною радою ЛНТУ,

протокол № від 2009р.

Рекомендовано до друку науково-методичною Радою Інституту інженерних та інформаційних технологій, протокол № від р.

Розглянуто на засідання кафедри автоматизованого управління виробничими процесами, протокол № від р.

Зміст

факультету комп’ютерних наук та інформаційних технологій 1

Вступ 8

Лекція 1. Огляд і архітектура обчислювальних мереж 10

Тема 1. Основні визначення і терміни 10

Тема 2. Переваги використання мереж 12

Тема 3. Архітектура мереж 13

Архітектура термінал – головний комп'ютер 14

Однорангова архітектура 14

Архітектура клієнт – сервер 16

Вибір архітектури мережі 18

Питання до лекції 18

Лекція 2. Семирівнева модель OSI 20

Тема 1. Взаємодія рівнів моделі OSI 20

Тема 2. Прикладний рівень (Application layer) 23

Тема 3. Рівень представлення даних (Presentation layer) 25

Тема 4. Сеансовий рівень (Session layer) 26

Тема 5. Транспортний рівень (Transport Layer) 27

Тема 6. Мережевий рівень (Network Layer) 28

Тема 7. Канальний рівень (Data Link) 30

Тема 8. Фізичний рівень (Physical Layer) 32

Тема 9. Мережозалежні протоколи 34

Тема 10. Стеки комунікаційних протоколів 35

Питання 35

Лекція 3. Стандарти і стеки протоколів 37

Тема 1. Специфікації стандартів 37

802.1 37

802.2 37

802.3 37

802.4 38

802.5 39

802.6 39

802.7 39

802.8 39

802.9 39

802.10 40

802.11 40

802.12 40

Тема 2. Протоколи і стеки протоколів 40

Мережеві протоколи 41

Транспортні протоколи 41

Прикладні протоколи 41

Тема 3. Стек OSI 42

Тема 4. Архітектура стека протоколів Microsoft TCP/IP 43

Прикладний рівень 44

Рівень транспорту 45

Протокол управління передачею (TCP) 45

Призначений для користувача протокол дейтаграм (UDP) 46

Міжмережевий рівень 46

Протокол Інтернету IP 46

Адресація в IP-мережах 46

Протоколи зіставлення адреси ARP і RARP 47

Протокол ICMP 48

Протокол IGMP 48

NDIS 48

Рівень мережевого інтерфейсу 48

Питання 48

Лекція 4. Топологія обчислювальної мережі і методи доступу 50

Тема 1. Топологія обчислювальної мережі 50

Види топологій 50

Загальна шина 51

Кільце 52

Зірка 52

Тема 2. Методи доступу 53

CSMA/CD 54

TPMA 55

TDMA 56

FDMA 57

Питання 58

Лекція 5. ЛОМ і компоненти ЛОМ 60

Тема 1. Основні компоненти 60

Тема 2. Робочі станції 61

Тема 3. Мережеві адаптери 61

Тема 4. Файлові сервери 62

Тема 5. Мережеві операційні системи 64

Тема 6. Мережеве програмне забезпечення 64

Тема 7. Захист даних 64

Тема 8. Використання паролів і обмеження доступу 65

Тема 9. Типовий склад устаткування локальної мережі 65

Питання 66

Лекція 6. Фізичне середовище передачі даних 68

Тема 1. Кабелі зв'язку, лінії зв'язку, канали зв'язку 68

Тема 2. Типи кабелів і структуровані кабельні системи 69

Тема 3. Кабельні системи 70

Тема 4. Типи кабелів 70

Кабель типу «вита пара» (twisted pair) 71

Коаксіальні кабелі 71

Оптоволоконний кабель 72

Тема 5. Кабельні системи Ethernet 73

10Base-T, 100Base-TX 73

10Base2 74

10Base5 74

Тема 6. Безпровідні технології 74

Радіозв'язок 74

Зв'язок в мікрохвильовому діапазоні 75

Інфрачервоний зв'язок 75

Питання 75

Лекція 7. Мережеві операційні системи 77

Тема 1. Структура мережевої операційної системи 77

Клієнтське програмне забезпечення 79

Редіректори 79

Розподільники 79

Імена UNC 79

Серверне програмне забезпечення 80

Клієнтське і серверне програмне забезпечення 80

Вибір мережевої операційної системи 81

Тема 2. Однорангові NOS і NOS з виділеними серверами 82

Тема 3. NOS для мереж масштабу підприємства 84

Мережі відділів 84

Мережі кампусів 84

Корпоративні мережі 85

Тема 4. Мережеві ОС NetWare фірми Novell 86

Призначення ОС NetWare 86

Структурна схема OC 86

Мережева файлова система 87

Основні мережеві можливості 87

Захист інформації 88

Тема 5. Сімейство мережевих ОС Windows NT 89

Структура Windows NT 89

Мережеві засоби 90

Склад Windows NT 90

Властивості Windows NT 91

Області використання Windows NT 92

Тема 6. Сімейство ОС UNIX 92

Програми 93

Ядро ОС UNIX 94

Файлова система 95

Принципи захисту 95

Ідентифікатори користувача і групи користувачів 95

Захист файлів 96

Тема 7. Огляд Системи Linux 96

Графічний інтерфейс користувача 97

Робота з мережею 97

Мережеві файлові системи 97

Пошта 97

Питання 98

Лекція 8. Вимоги, що пред'являються до мереж 100

Тема 1. Продуктивність 100

Тема 2. Надійність і безпека 101

Тема 3. Прозорість 102

Тема 4. Підтримка різних видів трафіку 103

Тема 5. Керованість 104

Управління ефективністю 104

Управління конфігурацією 104

Управління обліком використання ресурсів 105

Управління несправностями 105

Управління захистом даних 105

Тема 6. Сумісність 106

Питання 106

Лекція 9. Мережеве устаткування 108

Тема 1. Мережеві адаптери, або NIC (Network Interface Card). 108

Призначення 108

Настройка мережевого адаптера і трансивера 108

Функції мережевих адаптерів 110

Базовий, або фізичний, адреса 111

Типи мережевих адаптерів 111

Тема 2. Повторювачі і концентратори 113

Планування мережі з хабом 115

Переваги концентратора 115

Тема 3. Мости і комутатори 116

Відмінність між мостом і комутатором 117

Комутатор 118

Комутатор локальної мережі 119

Тема 4. Маршрутизатор 120

Відмінність між маршрутизаторами і мостами 121

Тема 5. Шлюзи 122

Питання 123

Українські терміни 124

Англійські терміни 136

Англійські скорочення 145

Література 152

Вступ

Курсом є вступ в мережеву тематику, що дає базові знання щодо організації і функціонування мереж. У лекціях дані загальні поняття комп'ютерних мереж, їх структури, мережевих компонентів в простій і доступній формі. Тут наведені види топології,, що використовуються для фізичного з'єднання комп'ютерів в мережі, методи доступу до каналу зв'язку, фізичні середовища передачі даних. Передача даних в мережі розглядається на базі еталонної базової моделі, розробленої Міжнародною організацією по стандартах взаємодії відкритих мереж. Описуються правила і процедури передачі даних між інформаційними системами. Наводяться типи мережевого устаткування, їх призначення і принципи роботи. Описується мережеве програмне забезпечення, використовуване для організації мереж. Вивчаються найбільш популярні мережеві операційні системи, їх переваги і недоліки. Розглядаються принципи міжмережевої взаємодії. Наводяться основні поняття з області мережевої безпеки.

У першій лекції дані основні поняття мережевої термінології, територіальне розділення мереж, поняття інформаційної і комунікаційної мереж і основні типи архітектури. За основу лекції були узяті матеріали сервера http://www.citmgu.ru і інформація з [1] [2] [5].

У другій лекції пояснюється передача даних в мережі на основі семирівневої базової еталонної моделі зв'язку відкритих систем (OSI). Представлений кожен рівень, його функції і протоколи,, що використовуються на кожному рівні. За основу лекції були узяті матеріали сервера http://www.citmgu.ru і інформація з [1] [2] [5] [7] [11] [12].

Лекція 3 присвячена специфікації стандартів IEEE802. Тут же дано поняття стеків протоколів і приведені найбільш популярні стеки протоколів. У стеках протоколів перераховані протоколи кожного рівня. При підготовці лекції були використані матеріали з [1] [2] [5] [13] [14] [15].

У четвертій лекції дається поняття топології, наводяться види топологій, їх достоїнства і недоліки, тут же описані методи доступу до каналу зв'язку і їх використання. Для лекції використовувалася інформація з [1] [5] [13] [16] [28].

У п'ятій лекції описані компоненти локальної обчислювальної мережі: робочі станції і сервери, адаптери, мережеві операційні системи, комунікаційні канали, мережеве програмне забезпечення і ін. компоненти. Дані типи серверів. При підготовці переважно використовувалася інформація з [1] [2] [5] [11] [13].

У шостій лекції дані поняття фізичного середовища передачі даних, види середовищ. Перераховані типи кабелів і описано призначення кабельної структурованої системи. При підготовці лекції були використані матеріали з [1] [2] [5] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29].

Лекція сьома присвячена мережевим операційним системам, їх призначенню, перераховані їх функції, наведені популярні ОС (NetWare фірми Novell, Windows NT фірми Microsoft, UNIX фірми Bell Laboratory), їх структура і застосування. При підготовці лекції були використані матеріали з [1] [2] [5] [9] [11] [21].

У лекції восьмої описані вимоги, що пред'являються до мереж: продуктивність, надійність і безпека, розширюваність і масштабованість, прозорість, підтримка трафіку, керованість, захист даних, сумісність. При підготовці лекції були використані матеріали з [1] [2] [4] [5] [11] [13] [16]

У лекції дев'ятої описано мережеве устаткування, призначене для передачі даних на всіх рівнях моделі OSI. При підготовці лекції були використані матеріали з [1] [2] [5] [22] [28] [30] [31][32].