Тема 0. Основы сетей (2)

1. Тема 0. Основы сетей

2. Общие сведения

3. Определения

Терминология:
Компьютерная сеть
Вычислительная сеть
Сеть передачи данных
Где применяются: везде

4. Классификация

По архитектуре
Клиент-сервер
Одноранговая сеть (децентрализованная или пиринговая сеть)
По типу сетевой топологии
Шина
Кольцо
Звезда
и др.
По типу среды передачи
Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая
пара, волоконно-оптический кабель)
Беспроводные (передача информации по радиоволнам в
определённом частотном диапазоне)
По охвату и территориальной распространенности

5. По охвату

BAN (Body Area Network)
PAN (Personal Area Network)
Bluetooth
RFID
LAN (Local Area Network), ЛВС - локальная
вычислительная сеть
CAN (Campus Area Network)
MAN (Metropolitan Area Network)
WAN (Wide Area Network), ГВС - глобальная
вычислительная сеть

6. По охвату

7. Развитие сетей

Нестандартные сетевые технологии
Стандартные сетевые технологии
Сетевая технология — это согласованный
набор программных и аппаратных средств
(например, драйверов, сетевых адаптеров,
кабелей и разъемов), а также механизмов
передачи данных по линиям связи,
достаточный для построения
вычислительной сети.

8. Развитие сетей

Конец 80-х: различие LAN и WAN
Протяженность и качество линий связи
Сложность методов передачи данных
Скорость обмена данными
Разнообразие услуг
Постепенно: сглаживается различие
Еще один тренд: конвергенция сетей
сети передачи данных +
телекоммуникационные сети

9. Читать по подразделу

Олиферы: гл.1 "Эволюция компьютерных
сетей"
Танненбаум: 1.1 и 1.2
Википедия: "Вычислительная сеть" со
ссылками на определения LAN, WAN, PAN и
т.д.

10. Архитектура и стандартизация

11. Декомпозиция

12. Современные ОС

13. Декомпозиция

14. Современные ОС

15. Модель OSI

Модель OSI: модель взаимодействия
открытых систем (Open System
Interconnection, OSI)
Организация: ISO - Международная
организация по стандартизации, ИСО
(International Organization for
Standardization)

16. Модель OSI

1. Прикладной уровень
2. Уровень представления
3. Сеансовый уровень
4. Транспортный уровень
5. Сетевой уровень
6. Канальный уровень
7. Физический уровень

17. Модель OSI

18. Модель OSI

Физический уровень
передача битов
Канальный уровень
кадры
локальные адреса
доступ к среде
Сетевой уровень (network layer)
для образования единой транспортной системы,
объединяющей несколько сетей
эти несколько сетей: составная сеть или интернет

19. Модель OSI

20. Железки

21. Железки

22. Читать по разделу

Олиферы "КC": глава 4 полностью
Олиферы "Сетевые ОС" 2 изд. (2009):
стр.407-429:
общее про сети
OSI
общее про Ethernet, уяснить для себя, что такое
MAC адрес
Таннебаум: с 1.3 по 1.6
Википедия: Сетевая модель OSI

23. Общие принципы

24. Интерфейс

— в широком смысле — формально
определенная логическая и/или физическая граница
между взаимодействующими независимыми
объектами. Интерфейс задает параметры, процедуры и
характеристики взаимодействия объектов.
ГОСТ 33707-2016 (ISO/IEC 2382:2015):
Интерфейс – совместно используемая граница между
двумя функциональными единицами, определяемая
различными функциональными характеристиками,
параметрами физического соединения, параметрами
взаимосвязи при обмене сигналами, а также другими
характеристиками в зависимости от задаваемых
требований.

25. Интерфейс

Два типа:
физический (чаще всего называется портом)
логический (чаще всего называется
протоколом)

26. Интерфейсы: пример 1

27. Интерфейсы: пример 2

28. Сетевое ПО и сетевые ОС

ПО = программное обеспечение
ОС = операционная система
Компьютерная сеть — это набор компьютеров, связанных
коммуникационной системой и снабженных соответствующим
программным обеспечением, позволяющим пользователям
сети получать доступ к ресурсам этого набора компьютеров.
Клиент — это модуль, предназначенный для формирования и
передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного
компьютера от разных приложений с последующим приемом
результатов из сети и передачей их соответствующим
приложениям.
Сервер — это модуль, который постоянно ожидает прихода из
сети запросов от клиентов и, приняв запрос, пытается его
обслужить, как правило, с участием локальной ОС

29. Сетевое ПО и сетевые ОС

Пара клиент—сервер, предоставляющая
доступ к конкретному типу ресурса
компьютера через сеть, образует сетевую
службу
Услуги, предоставляемые службой,
называются сервисом
Примеры:
веб-сервис
электронная почта
служба печати
доступ к файлам по сети

30. Служба печати

31. Веб-служба

32. Сетевая ОС

Операционная система - набор системных программ, который:
обеспечивает эффективное управление ресурсами компьютера
(памятью, процессором, внешними устройствами, файлами и др.)
предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с
аппаратурой компьютера и разработки приложений
Сетевая операционная система добавляет возможность
доступа к информационным и аппаратным ресурсам других
компьютеров сети
Что добавилось в сетевой ОС:
сетевые службы:
▪ серверная часть
▪ клиентская часть
сетевой транспорт

33. Роли компьютеров

выделенный сервер
клиентский узел
одноранговый узел
Типы сетей по ролям компьютеров
одноранговая сеть
сеть с выделенными серверами
гибридная сеть

34. Читать по разделу

Олиферы: гл.2 до стр.52

35. Проблема связи нескольких компьютеров

36. Проблемы

Топология
Адресация
Коммутация

37. Топология

– конфигурация графа, вершинами
(узлами) которого являются конечные узлы
сети (компьютеры и т.п.) и коммуникационное
оборудование (коммутаторы,
маршрутизаторы и т.п.), а ребрами –
физические или информационные связи
между вершинами
Основные
Полносвязная
Неполносвязная

38. Топология

39. Топология

40. Адресация

сетевых интерфейсов
Классификация адресов по количеству адресуемых
интерфейсов:
уникальный адрес (unicast)
групповой адрес (multicast)
широковещательный адрес (broadcast)
адрес произвольной рассылки (anycast)
Адреса:
числовые
символьные
Множество всех адресов, которые являются
допустимыми в рамках некоторой схемы адресации,
называется адресным пространством

41. Адресные пространства

плоские (линейные) – множество адресов никак не структурировано
пример – адресация в сетях Ethernet (MAC адрес – уникален для всего
мира)
иерархические
то есть в виде вложенных групп
пример:
▪ идентификатор группы (К), в которую входит данный узел;
▪ идентификатор подгруппы (L);
▪ идентификатор узла (n), однозначно определяющим его в подгруппе
пример: IP адреса, имена компьютеров в Internet
во многих случаях более рациональны
при передаче информации до определенного момента можно
пользоваться не полным адресом
Информация, адресующая процесс на узле

42. Коммутация

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

43. Коммутация

44. Коммутация

Обобщенная задача коммутации
1.
2.
3.
4.
Определение информационных потоков, для которых
требуется прокладывать маршруты.
Маршрутизация потоков.
Продвижение потоков
Мультиплексирование и демультиплексирование потоков
Мультиплексирование (агрегирование) — образование
из нескольких отдельных потоков общего
агрегированного потока, который передается по
одному физическому каналу связи.
Демультиплексирование — разделение суммарного
потока на несколько составляющих его потоков.

45. Мультиплексирование и демультиплексирование

46. Читать по разделу

Олиферы "КС": гл.2 стр.56-62 (то есть без
обобщенной задачи коммутации), стр.69-73
(мультиплексирование и демультиплексирование)
Википедия: все топологии из статьи
"Вычислительные сети", а именно:
Кольцо (топология компьютерной сети)
Звезда (топология компьютерной сети)
Ячеистая топология
Дерево (топология компьютерной сети)
Шина (топология компьютерной сети)
Википедия: " Сетевая топология"