Технологии компьютерных сетей

1. Технологии компьютерных сетей

2. Технологии компьютерных сетей

Это совокупность принципов, методов, способов, средств
получения, сбора, накопления, хранения, обработки,
отображения и передачи информации, инструментальных
систем, их информационного, систематического и
программного обеспечения, организационноадминистративные мероприятия, регламентирующие
деятельность людей при проектировании, создании и
эксплуатации компьютерной сети.
Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами
передачи и обработки данных. Международная
организация по стандартизации определила
вычислительную сеть как последовательную бит-
ориентированную передачу информации между
связанными друг с другом независимыми устройствами.

3. Сеть Интернет

С технической точки зрения
ИНТЕРНЕТ - это объединение компьютерных сетей,
которые работают по различным протоколам и
используют для передачи данных все доступные
типы линии связи - от витой пары и телефонных
каналов до оптоволокна и спутниковых каналов.
Интернет – сеть с открытыми стандартами

4. History of the Internet

1961 Leonard Kleinrock
1961 – 1969 ARPANET
1969 RFCs begun by Steve Crocker (http://rfc.sunsite.dk/)
1970’s TCP by Vinton Cerf & Bob Kahn
– Evolved into TCP/IP, and UDP (~1980)
1972 Email by Ray Tomlinson & Larry Roberts
1980s – Hardware Explosion (LANs, PCs, and Hardware Explosion
workstations)
– 1983 – Ethernet by Metcalfe
DNS –Distributed and scalable mechanism for resolving host names
into IP addresses host names into IP addresses
UC Berkeley implements TCP/IP into Unix 4.2BSD
1985 – Internet used by researchers and developers

5. History of the Internet ‌

History of the Internet
Tim Berners-Lee at CERN in 1989
– Proposal for WWW in 1990 Proposal for WWW in 1990
– First web page on November 13, 1990
– First brouser Mosaic
Hypertext - Text that contains links to other text.
– Ted Nelson’s Xanadu
– VannevarBush’s Memex
Get more info at:
http://www.isoc.org/internet/history/

6. Способы классификации сетей

Все многообразие компьютерных сетей
можно классифицировать по группе
признаков:
1.
Территориальная распространенность;
2.
Ведомственная принадлежность;
3.
Скорость передачи информации;
4.
Тип среды передачи;
5.
Топология;
6.
Организация взаимодействия
компьютеров.

7. По территориальной распространенности

Локальная LAN (Local Area Network) - поддерживает один или
несколько высокоскоростных каналов передачи информации
разделяемых между подключаемыми компьютерами. Узлы локальной
сети располагаются на небольших расстояниях друг от друга. Локальные
сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только
ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети
непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
Региональная - сеть, узлы которой принадлежат определенному кругу
лиц, относящихся к одному административно-экономическому региону
Глобальная wAN (wide Area Network) объединяет ресурсы разных
городов стран и континентов. При объединении сетей используются
высокоскоростные выделенные каналы связи, мосты, маршрутизаторы и
сети связи. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на
обслуживание любых пользователей. Особенность – отсутствие
централизованного управления.
Корпоративная сеть - сеть, принадлежащая одной корпорации.
Характерная особенность – использование разных типов каналов,
разновеликие мощности компьютеров в пределах различных сегментов и
объединения ресурсов для решения административно-управленческих и
функциональных задач корпорации

8. По скорости передачи

По скорости передачи информации компьютерные сети
делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
среднескоростные (до 100 Мбит/с),
высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
Для определения скорости передачи данных в сети широко
используется бод.
Baud (бод)
Единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом
дискретных переходов или событий в секунду. Если каждое
событие представляет собой один бит, бод эквивалентен
бит/сек (в реальных коммуникациях это зачастую не
выполняется).

9. По типу среды передачи

По типу среды передачи сети разделяются
на:
проводные
– коаксиальные, на витой паре,
оптоволоконные
беспроводные
– с передачей информации по радиоканалам, в
инфракрасном диапазоне.

10. Состав сети

В состав сети в общем случае включается
следующие элементы:
сетевые компьютеры (оснащенные
сетевым адаптером);
каналы связи (кабельные, спутниковые,
телефонные, цифровые, волоконнооптические, радиоканалы и др.);
различного рода преобразователи
сигналов;
сетевое оборудование.

11. Требования к современным сетям

Производительность
- время реакции
- пропускная способность (бит/с, pkt/s)
- задержка передачи
Надежность
Расширяемость и масштабируемость
Поддержка разных видов трафика
Управляемость
Совместимость

12.

Различают два понятия сети: коммуникационная сеть
и информационная сеть .
Коммуникационная сеть предназначена для
передачи данных, также она выполняет задачи,
связанные с преобразованием данных.
Коммуникационные сети различаются по типу
используемых физических средств соединения.
Информационная сеть предназначена для
хранения информации и состоит из
информационных систем. На базе
коммуникационной сети может быть построена
группа информационных сетей:
Под информационной системой следует понимать
систему, которая является поставщиком или
потребителем информации.

13.

Сеть Интернет
ИНТЕРНЕТ
Провайдер
Провайдер
КАНАЛЫ СВЯЗИ
Провайдер
Провайдер

14. The organization of the Internet infrastructure

15.

Абонент (узел, хост, станция) — это устройство, подключенное
к сети и активно участвующее в информационном обмене. Чаще
всего абонентом (узлом) сети является компьютер, но абонентом
также может быть, например, сетевой принтер или другое
периферийное устройство, имеющее возможность напрямую
подключаться к сети.
Сервером называется абонент (узел) сети, который
предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не
использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть.
Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно,
что сервер — самый мощный компьютер. Выделенный
(dedicated) сервер — это сервер, занимающийся только сетевыми
задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания
сети выполнять и другие задачи. Специфический тип сервера —
это сетевой принтер.
Клиентом называется абонент сети, который только использует
сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть
сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютерклиент также часто называют рабочей станцией. В принципе
каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так
и сервером.

16.

Канал связи - это путь или средство, по которому
передаются сигналы. Средство передачи сигналов
называют абонентским, или физическим, каналом.
Каналы связи (data link) создаются по линиям связи при
помощи сетевого оборудования и физических средств
связи. Физические средства связи построены на основе
витых пар, коаксиальных кабелей, оптических каналов
или эфира. Между взаимодействующими
информационными системами через физические каналы
коммуникационной сети и узлы коммутации
устанавливаются логические каналы.
Логический канал – это путь для передачи данных от
одной системы к другой. Логический канал
прокладывается по маршруту в одном или нескольких
физических каналах. Логический канал можно
охарактеризовать, как маршрут, проложенный через
физические каналы и узлы коммутации.

17.

Протокол – это совокупность правил,
устанавливающих формат и процедуры обмена
информацией между двумя или несколькими
устройствами.
Загрузка сети характеризуется параметром,
называемым трафиком. Трафик (traffic) – это
поток сообщений в сети передачи данных. Под
ним понимают количественное измерение в
выбранных точках сети числа проходящих
блоков данных и их длины, выраженное в битах
в секунду.
Существенное влияние на характеристику сети
оказывает метод доступа. Метод доступа – это
способ определения того, какая из рабочих
станций сможет следующей использовать канал
связи и как управлять доступом к каналу связи
(кабелю).

18. Топология

В сети все рабочие станции физически соединены
между собою каналами связи по определенной
структуре, называемой топологией. Топология –
это описание физических соединений в сети,
указывающее какие рабочие станции могут
связываться между собой. Тип топологии
определяет производительность,
работоспособность и надежность эксплуатации
рабочих станций, а также время обращения к
файловому серверу. В зависимости от топологии
сети используется тот или иной метод доступа.

19.

20.

Add bridge to
connect two
segments
Bus topology
Bridge
( switch)
HUB
STAR topology

21. Источники стандартов

стандарты отдельных фирм (например, стек протоколов DECnet фирмы Digital
стандарты специальных комитетов и объединений, создаваемых несколькими
национальные стандарты, например, стандарт FDDI, представляющий один из
международные стандарты, например, модель и стек коммуникационных
Equipment или графический интерфейс OPEN LOOK для Unix-систем фирмы Sun);
фирмами, например стандарты технологии АТМ, разрабатываемые специально
созданным объединением АТМ Forum, насчитывающем около 100 коллективных
участников, или стандарты союза Fast Ethernet Alliance по разработке стандартов
100 Мбит Ethernet;
многочисленных стандартов, разработанных Американским национальным
институтом стандартов (ANSI), или стандарты безопасности для операционных
систем, разработанные Национальным центром компьютерной безопасности (NCSC)
Министерства обороны США;
протоколов Международной организации по стандартам (ISO), многочисленные
стандарты Международного союза электросвязи (ITU), в том числе стандарты на
сети с коммутацией пакетов Х.25, сети frame relay, ISDN, модемы и многие другие.

22.

Международная организация по стандартизации
(International Organization/or Standardization, ISO, часто
называемая также International Standards Organization)
представляет собой ассоциацию ведущих национальных
организаций по стандартизации разных стран. Главным
достижением ISO явилась модель взаимодействия
открытых систем OSI, которая в настоящее время
является концептуальной основой стандартизации в
области вычислительных сетей. В соответствии с моделью
OSI этой организацией был разработан стандартный стек
коммуникационных протоколов OSI.
Международный союз электросвязи (International
Telecommunications Union, JTU) - организация, являющаяся
в настоящее время специализированным органом
Организации Объединенных Наций.

23.

Европейская ассоциация производителей компьютеров (European Computer
Manufacturers Association, ЕСМА) - некоммерческая организация, активно
сотрудничающая с ITU-T и ISO, занимается разработкой стандартов и технических
обзоров, относящихся к компьютерной и коммуникационной технологиям. Известна
своим стандартом ЕСМА-101, используемым при передаче отформатированного
текста и графических изображений с сохранением оригинального формата.
Ассоциация производителей компьютеров и оргтехники (Computer and Business
Equipment Manufacturers Association, CBEMA) - организация американских фирм-
производителей аппаратного обеспечения; аналогична европейской ассоциации
ЕКМА; участвует в разработке стандартов на обработку информации и
соответствующее оборудование.
Ассоциация электронной промышленности (Electronic Industries Association, EIA) -
Министерство обороны США (Department of Defense, DoD) имеет многочисленные
Американский национальный институт стандартов (American National Standards
Institute, ANSI) - эта организация представляет США в Международной организации
промышленно-торговая группа производителей электронного и сетевого
оборудования; является национальной коммерческой ассоциацией США; проявляет
значительную активность в разработке стандартов для проводов, коннекторов и
других сетевых компонентов. Ее наиболее известный стандарт - RS-232C.
подразделения, занимающиеся созданием стандартов для компьютерных систем.
Одной из самых известных разработок DoD является стек транспортных протоколов
TCP/IP.
по стандартизации ISO. Комитеты ANSI ведут работу по разработке стандартов в
различных областях вычислительной техники. Так, комитет ANSI ХЗТ9.5 совместно
с фирмой IBM занимается стандартизацией локальных сетей крупных ЭВМ
(архитектура сетей SNA). Известный стандарт FDDI также является результатом
деятельности этого комитета ANSI. В области микрокомпьютеров ANSI
разрабатывает стандарты на языки программирования, интерфейс SCSI. ANSI
разработал рекомендации по переносимости для языков С, FORTRAN, COBOL.

24.

Особую роль в выработке международных открытых стандартов
играют стандарты Internet. Ввиду большой и постоянной
растущей популярности Internet, эти стандарты становятся
международными стандартами «де-факто», многие из которых
затем приобретают статус официальных международных
стандартов за счет их утверждения одной из
вышеперечисленных организаций, в том числе ISO и ITU-T.
Существует несколько организационных подразделений,
отвечающих за развитие Internet и, в частности, за
стандартизацию средств Internet.
Основным из них является Internet Society (ISOC) профессиональное сообщество, которое занимается общими
вопросами эволюции и роста Internet как глобальной
коммуникационной инфраструктуры. Под управлением ISOC
работает Internet Architecture Board (IAB) - организация, в
ведении которой находится технический контроль и координация
работ для Internet. IAB координирует направление исследований
и новых разработок для стека TCP/IP и является конечной
инстанцией при определении новых стандартов Internet.
В IAB входят две основные группы: Internet Engineering Task
Force (IETF) и Internet Research Task Force (IRTF). IETF - это
инженерная группа, которая занимается решением ближайших
технических проблем Internet. Именно IETF определяет
спецификации, которые затем становятся стандартами Internet.
В свою очередь, IRTF координирует долгосрочные
исследовательские проекты по протоколам TCP/IP.

25. Networking Standards Organizations

ISOC (Internet Society)
IAB (Internet Architerture Board)
IETF (Internet Enginering Task Force) and IESG
Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)
- 802.3/CSMA/CD, 802.5/Token Ring, 802.2/LLC, etc.
American National Standards Institute (ANSI)
- FDDI, etc.
Electronic Industries Alliance (EIA)
- RS-232, RS-449, etc.
International Organization for Standardization (ISO)
---------------------- ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Number)
-> InterNIC ->RIPE and RIPE ->RuCenter

26. Порядок принятия стандартов Internet

В любой организации, занимающейся стандартизацией, процесс выработки и
принятия стандарта состоит из ряда обязательных этапов, которые, собственно, и
составляют процедуру стандартизации. Рассмотрим эту процедуру на примере
разработки стандартов Internet.
Сначала в IETF представляется так называемый рабочий проект (draft) в виде,
доступном для комментариев. Он публикуется в Internet, после чего широкий круг
заинтересованных лиц включается в обсуждение этого документа, в него вносятся
исправления, и наконец наступает момент, когда можно зафиксировать содержание
документа. На этом этапе проекту присваивается номер RFC (возможен и другой
вариант развития событий - после обсуждения рабочий проект отвергается и
удаляется из Internet).
После присвоения номера проект приобретает статус предлагаемого стандарта. В
течение 6 месяцев этот предлагаемый стандарт проходит проверку практикой, в
результате в него вносятся изменения.
Если результаты практических исследований показывают эффективность
предлагаемого стандарта,то ему, со всеми внесенными изменениями,
присваивается статус проекта стандарта. Затем в течение не менее 4-х месяцев
проходят его дальнейшие испытания «на прочность», в число которых входит
создание по крайней мере двух программных реализации.
Если во время пребывания в ранге проекта стандарта в документ не было внесено
никаких исправлений, то ему может быть присвоен статус официального стандарта