Эволюция и общие принципы построения сетей

Содержание

Слайд 2

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ
1. Введение
- Объем и содержание дисциплины
- Программа дисциплины
- Рекомендуемая литература
2.

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ 1. Введение - Объем и содержание дисциплины - Программа
Основная часть
Истоки возникновения компьютерных сетей
Конвергенция сетей
Простейшие сети
Сетевое программное обеспечение
Физические принципы передачи данных по линиям связи
Проблема связи нескольких компьютеров
Обобщенная задача коммутации
3. Заключение

2

Слайд 3

Объем дисциплины

3

Объем дисциплины 3

Слайд 4

Содержание дисциплины

4

Содержание дисциплины 4

Слайд 5

Рекомендуемая литература

5

Материалы для СРС

Рекомендуемая литература 5 Материалы для СРС

Слайд 6

Истоки возникновения сетей

6

Компьютерные сети, называемые также сетями передачи данных, являются логическим результатом

Истоки возникновения сетей 6 Компьютерные сети, называемые также сетями передачи данных, являются
эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и телекоммуникационных технологий.

Эволюцию вычислительной техники

Эволюция телекоммуникаций

Эволюция компьютерных сетей

Слайд 7

Системы пакетной обработки

7

Первые компьютеры – большие, громоздкие и дорогие.
Работа строилась не интерактивно,

Системы пакетной обработки 7 Первые компьютеры – большие, громоздкие и дорогие. Работа
а в режиме пакетной обработки заданий.

Слайд 8

Многотерминальные системы – прообраз сети

8

Многотерминальные системы работали в режиме разделения времени, но

Многотерминальные системы – прообраз сети 8 Многотерминальные системы работали в режиме разделения
обработка данных оставалась централизованной.
Доминировал закон Гроша (одна большая машина дешевле двух маленьких).

Слайд 9

Первые компьютерные сети

9

Доступ к компьютерам с удаленных терминалов (сотни и тысячи километров):

Первые компьютерные сети 9 Доступ к компьютерам с удаленных терминалов (сотни и
связи терминал-компьютер и компьютер-компьютер.
Первые сети – глобальные (Wide Area Network, WAN), на основе телефонных.
Появление коммутации и маршрутизации пакетов, на смену коммутации каналов.
1969 год – появление ARPANET, прообраза будущей сети Интернет.
С конца 1960-х годов в телефонных сетях стала чаще применяться передача голоса в цифровой форме и высокоскоростные АТС.

Слайд 10

Первые локальные сети

10

Появление доступных больших интегральных схем (БИС) привело к созданию мини-компьютеров.
Локальные

Первые локальные сети 10 Появление доступных больших интегральных схем (БИС) привело к
сети (Local Area Network, LAN) и появление ПК.
Сетевая технология — это согласованный набор программных и аппаратных средств (Ethernet, FDDI, Token Ring, Arcnet, Token Bus).

Слайд 11

Хронология основных вех

11

В конце 1990-х появился явный лидер среди технологии локальных сетей

Хронология основных вех 11 В конце 1990-х появился явный лидер среди технологии
– семейство Ethernet (Ethernet, FastEthernet, GigabitEthernet).
Простые алгоритмы – низкая стоимость оборудования.

Слайд 12

Конвергенция сетей. Сближение локальных и глобальных сетей.

12

Широкое внедрение цифровой передачи данных по

Конвергенция сетей. Сближение локальных и глобальных сетей. 12 Широкое внедрение цифровой передачи
высококачественным оптоволоконным линиям связи.
Обеспечение гарантированной средней скорости в глобальных сетях (появление технологий Frame Relay и ATM).
Доминирование протокола IP (объединение сетей на основе любых технологий локальных и глобальных сетей).
Развитие Intranet-технологий на основе Internet и наоборот.
Городские сети (Metropolitan Area Network, MAN).

Слайд 13

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей

13

Предпосылки к созданию мультисервисной сети = Телекоммуникационные сети(телефонные

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей 13 Предпосылки к созданию мультисервисной сети =
сети, радиосети, телевизионные сети) + Сети передачи данных (компьютерные).
Инфокоммуникационная сеть (ИКС) – информационная (компьютерная) и телекоммуникационная одновременно.

Слайд 14

Простейшая сеть. Совместное использование ресурсов.

14

Главная цель объединения компьютеров – разделение ресурсов (периферийные

Простейшая сеть. Совместное использование ресурсов. 14 Главная цель объединения компьютеров – разделение
устройства, данные, вычислительная мощность).
Связь компьютеров осуществляется посредством внешних сетевых интерфейсов.
Интерфейс —формально определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами. Интерфейс задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.

Слайд 15

Сетевые интерфейсы

15

Физический интерфейс (порт) и Логический интерфейс (протокол).
Интерфейс компьютер-компьютер (NIC+Driver <> NIC+Driver)

Сетевые интерфейсы 15 Физический интерфейс (порт) и Логический интерфейс (протокол). Интерфейс компьютер-компьютер
и компьютер-периферийное устройство (NIC+Driver <> контроллер ПУ).

Слайд 16

Сетевое программное обеспечение

16

Пара клиент-сервер образует сетевую службу.
Клиент – формирование и передача запросов.
Сервер

Сетевое программное обеспечение 16 Пара клиент-сервер образует сетевую службу. Клиент – формирование
– ожидание и обработка запросов.

Слайд 17

WEB-служба

17

Клиент – WEB-браузер (Opera, IE, Firefox, Chrome, Safari, …).
Сервер – WEB-сервер (Apache,

WEB-служба 17 Клиент – WEB-браузер (Opera, IE, Firefox, Chrome, Safari, …). Сервер
Nginx, Lighttpd, IIS, …).

Слайд 18

Сетевая операционная система

18

Сетевой операционной системой называют операционную систему компьютера, которая помимо управления

Сетевая операционная система 18 Сетевой операционной системой называют операционную систему компьютера, которая
локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

Слайд 19

Сетевые приложения

19

Локальное приложение.
Централизованное сетевое приложение.
Распределенное (сетевое) приложение.

Сетевые приложения 19 Локальное приложение. Централизованное сетевое приложение. Распределенное (сетевое) приложение.

Слайд 20

WEB-служба - распределенное приложение

20

WEB-служба - распределенное приложение 20

Слайд 21

Физическая передача данных по линиям связи

21

В вычислительной технике данные представляются в виде

Физическая передача данных по линиям связи 21 В вычислительной технике данные представляются
двоичного кода.
Нулям и единицам данных в компьютере соответствуют дискретные электрические сигналы.
Кодирование – способ представления данных в каком-либо виде (например, в виде электрических или оптических сигналов).
Модуляция – изменение несущего сигнала по закону информационного.

Слайд 22

Физическая передача данных по линиям связи

22

Способы решения проблемы синхронизации:
Обмен специальными тактовыми синхроимпульсами

Физическая передача данных по линиям связи 22 Способы решения проблемы синхронизации: Обмен
по отдельной линии.
Периодическая синхронизация заранее обусловленными кодами или импульсами.
Повышение надежности:
Подсчет контрольных сумм
Сигнал-квитанция

Слайд 23

Характеристики физических каналов

23

Предложенная нагрузка
Скорость передачи данных (troughput)
Емкость канала связи (capacity)
Битовая скорость передатчика

Характеристики физических каналов 23 Предложенная нагрузка Скорость передачи данных (troughput) Емкость канала
(bit rate of transmitter)
Полоса пропускания (bandwidth)

Дуплексный канал
Полудуплексный канал
Симплексный канал

Слайд 24

Топология физических связей

24

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные

Топология физических связей 24 Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого
узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам — физические или информационные связи между вершинами.

Слайд 25

Топологии

25

а) полносвязная б) ячеистая в) кольцевая
г) звездообразная д) древовидная е) общая

Топологии 25 а) полносвязная б) ячеистая в) кольцевая г) звездообразная д) древовидная е) общая шина
шина

Слайд 26

Смешанная топология

26

Смешанная топология 26

Слайд 27

Адресация узлов сети

27

уникальный адрес (unicast)
групповой адрес (multicast)
широковещательный адрес (broadcast)
адрес произвольной рассылки (anycast)
Числовые

Адресация узлов сети 27 уникальный адрес (unicast) групповой адрес (multicast) широковещательный адрес
8.8.8.8 или символьные www.google.com

Слайд 28

Плоская иерархическая организация адресного пространства

28

Плоская иерархическая организация адресного пространства 28

Слайд 29

Коммутация

29

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих

Коммутация 29 Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность
на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Слайд 30

Обобщенная задача коммутации

30

Определение информационных потоков.
Маршрутизация потоков.
Продвижение потоков и их локальная коммутация.
Мультиплексирование и

Обобщенная задача коммутации 30 Определение информационных потоков. Маршрутизация потоков. Продвижение потоков и
демультиплексирование.

Слайд 31

Обобщенная задача коммутации

31

Информационным потоком, или потоком данных, называют непрерывную последовательность данных, объединенных

Обобщенная задача коммутации 31 Информационным потоком, или потоком данных, называют непрерывную последовательность
набором общих признаков, выделяющих эти данные из общего сетевого трафика.
Метка потока – некоторое число (особый признак), которое несут все данные потока.
Распознавание потоков во время коммутации происходит на основании при знаков, в качестве которых, помимо обязательного адреса назначения данных, могут выступать и другие признаки, такие, например, как идентификаторы приложений.

Слайд 32

Маршрутизация

32

Задача маршрутизации включает две подзадачи:
Определение маршрута – выбор последовательности узлов и их

Маршрутизация 32 Задача маршрутизации включает две подзадачи: Определение маршрута – выбор последовательности
интерфейсов, через которые нужно передавать данные адресату. Выбор останавливается на оптимальном или рациональном маршруте.

Оповещение сети о выбранном маршруте – каждый оптимальный/рациональный маршрут записывается в таблицу маршрутизации. Эта информация распространяется на все
устройства сети.

Слайд 33

Продвижение данных. Коммутатор.

33

Коммутатором в широком смысле называется устройство любого типа, способное выполнять

Продвижение данных. Коммутатор. 33 Коммутатором в широком смысле называется устройство любого типа,
операции переключения потока данных с одного интерфейса на другой.

Слайд 34

Мультиплексирование и демультиплексирование

34

Демультиплексирование — разделение суммарного агрегированного потока на несколько составляющих его

Мультиплексирование и демультиплексирование 34 Демультиплексирование — разделение суммарного агрегированного потока на несколько
потоков.
Мультиплексирование — образование из нескольких отдельных потоков общего агрегированного потока, который передается по одному физическому каналу связи.

Слайд 35

Разделяемая среда передачи данных

35

Разделяемая среда передачи данных 35

Слайд 36

Типы коммутации

36

определение потоков и соответствующих маршрутов;
фиксация маршрутов в конфигурационных параметрах и

Типы коммутации 36 определение потоков и соответствующих маршрутов; фиксация маршрутов в конфигурационных
таблицах сетевых устройств;
распознавание потоков и передача данных между интерфейсами одного устройства;
мультиплексирование/демультиплексирование потоков;
разделение среды передачи.
Коммутация каналов и коммутация пакетов.