Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 1

ЛЕКЦІЯ 1

КЛАСИФІКАЦІЯ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ І МЕРЕЖЕВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

1

1.1.Предмет, ціль і задачі курсу. Класифікація мереж. Термінологія

1. Цілі і засоби створення мереж

2. Мережеви технології

3. Класифікація мереж

4. Еволюція мережевих технологій і обробка даних в мережі

5. Типова структура корпоративної мережі

Основний практичний результат: для чого необхідна комп'ютерна мережа

Основний теоретичний результат: класифікація мереж і мережевих технологій

1 Мета та засоби створення мереж

Мета – створення умов, при яких користувач отримує необхідну інформацію згідно з

відповідними умовами якості та оперативності.

Засоби – апаратне забезпечення (комп’ютер, пристрої, канали) та програмне забезпечення.

Таблица 1 - Мета та засоби побудови мереж

Для чого потрібна мережа

(Найменування, функція)

Як це забезпечується

(Сервіс)

Протокол Сервер

- обмін інформацією

(повідомлення,

конференції, діалог-chat)

- електронна пошта

- спільне використання

апаратних засобів

- спільне використання

інформації

- спільне використання

програмних ресурсів

- збереження інформації

- захист інформації

- спільне використання

ресурсів

- видалений доступ

- використання сервісів -

серверів

- файл сервер,

- прінт-сервер,

- сервер додатків,

- сервер комунікацій,

- сервер повідомлень,

- сервер баз даних

- сервер аутентифікації

- сервер конференцій

1. (самостійно)

2.

3.Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 2

2 Мережеви технології

1.Технологій підготовки інформації

2. Технології кодування та перетворення

3. Технології передачі

4. Технології захисту

5. Технології доставки інформації до вузла

6. Технології оцінювання стану мережі та стану інформації

7. Технології оцінювання якості доставки інформації до вузла

Терміни і визначення.

Мережа – сукупність апартно-програмних богатьох компонентів, які з’єднані між собою для

виконання функціі передачи інформації.

Сервіс – інформаціна послуга загального використування в мерержі

Сервер ( Server - S ) - система, що надає свої ресурси в загальне користування або ( апаратне

поняття) - потужна обчислювальна система, що містить набір ресурсів загального користування

або апаратна платформа на якій установлена мережна операційна система або ( програмне

поняття) служба, що забезпечує клієнтам доступ до ресурсів обчислювальної системи.

Робоча станція (workstatіon - WS) – комп’ютерна система в мережі.

Платформа:

· апаратна - обчислювальна система певної архітектури (включає процесор і системний

інтерфейс, без париферийных засобів )

· програмна - сконфигурированная мережна операційна система (без обліку встановлених

драйверів);

· програмно-апаратна - обчислювальна система й операційна система, наприклад, Wіntel -

платформа.

Node – вузол в мережі

Client - клієнти – програми та комп'ютери, що мають доступ до інформації на сервері та

звертаються до нього.

Host (хост-вузол) – будь-яка комп'ютерна система або пристрій, підключений до Internet (або в

мережі Intranet, підтримка протоколу TCP\IP) і що має IP адресу.

Головна мета, яка переслідується при з'єднанні комп'ютерів в мережу - це можливість

використання ресурсів кожного комп'ютера всіма користувачами мережі. При цьому

вирішується проблема розділення (share) ресурсів. Завдання розділення мережевих ресурсів

включає:

• вибір способу адресації комп'ютерів

• узгодження електричних сигналів при встановлення електричного зв'язку,

• забезпечення надійної передачі даних і обробка повідомлень про помилки,

• формування тих, що відправляються і інтерпретація отриманих повідомлень,

• а також багато інших важливих завдань.Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 3

Рис. 1 Схема використання мережевих технологійЛекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 4

3 Класифікація мереж

Таблиця 2 - Класифікаційні ознаки.

Загальні ознаки (призначені для

користувача)

Спеціальні ознаки (професійні)

· За архітектурою

· За масштабом

адміністрування

· За рівнем однорідності

· За територіальною ознакою

· За швидкістю передачі

· За способом підключення

· За типом сервісу(службам),

що надаються

· За топологією мережі

· За способом управління

· За типом передавального

середовища

· За призначенням

Пояснення до таблиці 2:

Загальна класифікація мереж за архітектурою реалізації:

Розрізняють:

- архітектура мережі в цілому (LAN, WAN,…)

- архітектура локальних мереж,

- архітектура глобальних мереж,

- архітектура побудови мереж.

1) LAN - Local Area Network. Локальні обчислювальні мережі. група комп'ютерів і інших

пристроїв, зв'язаних для передачі даних між ними і розташованих на невеликому видстанні

один від одного.

Класифікація LAN за архітектурою: Ethernet, ARCnet, TokenRing, LokalTalk (Apple), WLAN

(Blue Tooth, Wi-Fi, Wi-MAX)

2) ETTH – EThernet To Home - домашні комп’ютерні мережі

3) SLAN –Swithed LAN – скоммутированные LAN.

4) WLAN – Wireless LAN –

5) ONB- Office Network Backbone – Магистраль компьютрной сти учреждения

6) WAN - Wide Area Network. Регіональні і глобальні обчислювальні мережі. Фізична

комунікаційна мережа, що зв'язує географічно віддалені один від одного комп'ютери і мережеві

сегменти. Це поняття використовується в даний час для позначення глобальних мереж.

Класифікація WAN за архітектурою: FDDI, ATM, FrameRelay, X.25, ISDN (Ethernet10GBase -xx)

WLAN (Wi-Fi, Wi-MAX)

7) MAN - Metropolian Area Network. Міські (територіальні) обчислювальні мережі. Воно іноді

замінюється поняттям WAN.Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 5

8) GAN - Global Area Network ( ГВС ) глобальні обчислювальні мережі. Це поняття в даний час

вже не використовується. Воно витиснене поняттям WAN.

9) GRID. Розподілені мережі незалежно від архітектури LAN, WAN.

10) NGN – Next Generation Network – гібридні мережі нового покоління.

Архітектура проектування комп’ютерних мереж.

SNA (SNA (System Network Architecture - IBM)), DNA ((Digital Network Architecture - DEC)),

Apple, MS Windows WSSRA (Windows Server System Reference Architecture), IPD (Infractructure

Planning Design), Microsoft® Operations Framework (MOF)MOF has its basis within the IT

Infrastructure Library (ITIL), published by the United Kingdom’s Office of Government Commerce

(OGC).

LAN

SLAN

WAN

MAN ETTH

CN

Public

Network

Класифікація за масштабом адміністрування

• Офісні обчислювальні мережі

• Установчі мережі (мережі кампусів)

• Корпоративні обчислювальні мережі

• Обчислювальні мережі загального доступу (Internet )

Класифікація за рівнем однорідності

• Однорангові - Peer-To-Peer Network

• Клієнт-серверні

Однорангові - мережі, в яких всі робочі станції мають однакові права і можуть підтримувати

режим управщенного сервера.

Клієнт-серверні - мережі, з яких яка-небудь станція бере на себе функції контролю розподілу

ресурсів. У такій мережі є два типи станцій - сервери і робочі станції (клієнти).

• Гібридні • (Гетерогенні, гомогенні)

Класифікація за швидкістю передачі даних

(одиниці виміру швидкості передачі ( боди, біт/c, bps, cps, Мб/с, МБ/С)

одиниці виміру швидкості передачі ( боди, біт/c, bps, cps, Мб/с , МБ/с)

LANЛекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 6

низькошвидкісні 1, 2, 8, 10, 16, 20 Мб/с

середньошвидкісні мережі 100 Мб\с

швидкісні мережі 1Gbps, 10Gbps

WLAN

Blue Tooth до 10 мб\с

Wi-Fi до 100 Мб\с

Wi-MAX до 100 Мб\с

WAN

64, 128,144 Кб\с (ISDN, X.25)

256 Кб\с,512 Кб\с, 2, 5,10, 20, 45 Мб\с (xDSL, Frame Relay)

672.5 Мб\с, 2,4 (ATM), 10 Gbps (Ethernet); 45, 100 Gbps (in Future Ethernet)

Модемні підключення

Комутовані лінії

Комутовані модемні канали: 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 56000

bps (фізична швидкість на комутованих телефонних каналах = ( 1200-3000 bod) )

виділені лінії (цифрові модеми 64Кб/с, 128 Кб/с, 256Кб/с, 1,0Мб/с, 5Мб/.с, 10Мб/с )

• цифрові модеми 64Кб/с, 128 Кб/с, 256Кб/с, 1,0Мб/с, 5Мб/.с, 10Мб/с

Класифікація за територіальною ознакою

Офісні

Установчі

Розподілені в рамках міста

Розподілені в рамках області

Розподілені в рамках держави

Розподілені в рамках світу

Класифікація за способом підключення

Що вимагають стандартну мережеву карту (Ethernet)

Що вимагають спеціальну мережеву карту (FDDI, X.25, TokenRing)

Що вимагають модем для комутованих каналів

Що вимагають модем для виділених каналів

Класифікація за типом обслуговування

З сервісом передачі файлів

З сервісом доступу до корпоративних внутрішніх ресурсів

З сервісом доступу до внутрішніх локальних ресурсів (домашні мережі)

З сервісом доступу до ресурсів міських мереж

З сервісом доступу до Інтернет

Спеціальні

Класифікація за типом топології мережі

Шина (bus)

Зірка (Star)

Кільце (Ring)

Повнозв'язна (сота стільникової мережі (Cell))

Дерево (Tree)

КомбінованіЛекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 7

Класифікація за способом управління

Централізоване

Децентралізоване

Комбіноване

Класифікація за типом передавального середовища:

• провідні (дротяне) (коаксіал, скручена пара, оптоволокно);

• безпровідні (бездротова) (радіоканал, ІК канали, мікрохвильові канали).

Класифікація за призначенням

Загального використання

Державні (міліція, органи влади, санепідемстанція, …)

Мережі SOHO (Small Office Home Office)Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 8

4 Еволюція мереж і мережевих технологій

Мал. 2 - Схема еволюції мереж і мережевих технологійЛекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 9

5 Типова структура мережі

Приклад корпоративної мережі 1Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 10

Принципи побудови корпоративних мереж:

1. Принцип цілеспрямування – усі функції корпоратвної мережі мають дпомогати у

реалієації бізнес-цілей корпорації.

2. Принцип відповідальності – кожна мережа, яка входить у склад корпоративної мережі

реалізеє окрему відповідну загальну функцію.

3. Принцип централизації керування – корпоративна мережа має єдину політику

адміністрування.

4. Принцип незалежності – кожна окрема мережа (яка належить будь-якому підприємству

корпорації) может розвиватися незалежно від інших мереж корпорації

5. Принцип типизації – корпоративна мережа складається з типових структур мереж LAN,

ONB, WAN.

6. Принцип стандартизації – усі мережи функціонують у середовище з единою

технологією.

7. Принцип подібності – організаційна та логічна структура комп’ютерної мережі

відображає організаційну структуру корпораціє та підприємств.Лекція 1. Класіфікація комп’ютерних мереж. \ Саенко В.І.

08.03.2010 11

Лекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 1

ЛЕКЦІЯ 2

Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем.

1. Концепція відкритих систем. Архітектура мережі.

2. Поняття інтерфейсу і протоколу

3. Модель мережі і модель взаємодії процесів в мережі.

4 Інкапсуляція даних

5. Концепція ISO. Модель OSI

6. Концепція IEEE

7. Стекі протоколів

Основний практичний результат: використання мережевих стандартів IEEE

Основний теоретичний результат: модель мережі

1 Концепція відкритих систем

Відкрита система (Open System) - система, специфікації якої опубліковані відкриті і доступні.

Поняття Open System расспространяєтся на апаратні засоби і програмні засоби:

• на платформи, на адаптери;

• на операційні системи, на бібліотеки, на інтерфейси протоколів і драйверів.

Переваги побудови відкритих систем:

-можливість побудови мережі з апаратних і програмних засобів різних

виробників, які дотримуються одного і того же стандарту;

- безболісна заміна окремих компонентів мережі іншими, більш сучасними, що дозволяє мережі

розвиватися з мінімальними витратами;

- легкість з’єднання однієї мережі з іншою.

- ISO ( International Standardization Organization) - міжнародна організація, розробляюча

стандарти OSI ( Open System Interface) - стандарт ISO.Лекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 2

- IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers - інститут інженерів по електротехніці і

електроніці - американський інститут, що займається розробкою стандартів.

- The Comiti Consultative International de Telegraphique et Telephonique (CCITT); this organization

is nowadays called the Telecommunication Standardization Sector (T) of the International

Telecommunication Union (ITU);

- the International Telecommunications Union (ITU-T)

- The Internet Engineering Task Force (IETF);

- Internet Architecture Board (IAB)

- The Distributed Management Task Force (DMTF).

Архітектура, Конфігурація, Структура. Типи структур

Архітектура( загальне поняття):

• загальна модель мережі, що містить описи всіх її параметрів і особливостей, на приклад, SNA

(System Network Architecture - IBM), DNA (Digital Network Architecture - DEC), OSI ( Open

System Interface - ISO ),MS WSSRA, IPD.

• для локальних і корпоративних фізічєєських сетей\Б.2, с.279\ це принципи конфігурування

мереж (схеми з'єднань, топології), плюс методи обробки і передачі інформації (способи доступу

до середовища передачі даних, формати пакетів), на приклад, Ethernet, Arcnet, Tokenring,

Lokaltalk (Apple), Fastethernet, FDDI, АТМ, Framerelay)

Конфігурація - об'єднання в єдине ціле аппаратиx і програмних засобів по певному (!)

функціональному призначенню.

Для локальних мереж:

• список всіх компонентів мережі з вказівкою їх моделей, фізичного розташування даних

про апаратні і поточні налаштування;

• повна схема кабельних соєджіненій;

• повний перелік всіх використовуваних в мережі прикладних програм, з вказівкою

номерів версій і основних параметрів.)

Структура - склад апаратних і програмних засобів, задіяних в мережі (мережеві операційні

системи, адаптери, концентратори, комутатори, модеми, абонентські пункти ).

Топологічна структура - схема розміщення вузлів, робочих станцій і комутуючих пристроїв і

трассисоєдіненій між ними.

Топологія - фізична або логічна організація мережі.

Фізична структура - ( або ф і з і ч н а т о п о л о г і я ) - схема зв'язку фізичних

елементів (апаратура передачі даних, ЕОМ, пристрої комутації, канали передачі) ( типові

тпологиі: шина, зірка, кільце, дерево)

Логічна структура ( або Л о г і ч н а т о п о л о г і я) - спосіб передачі даних між

вузлами мережі.

Або схема елементів, що відображає логіку функціонування інтелектуальних пристроїв,

програмних засобів (протоколи, угоди), що описує принципи встановлення зв'язку, алгоритми і

програми обміну інформацією. ( Шинна або загального доступу або множинного доступу

(Noncontention); Естафетна або кільце або маркерна (contention) )

Функціональна структура - схема функціональних елементів комп'ютерної мережі, що

відображає прикладні функції системи, що управляють, включає фукциі перетворення,

введення - виводу, обробки даних.

Програмна структура - схема елементів програмного забезпечення комп'ютерної мережіЛекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 3

2 Поняття інтерфейсу і протоколу

Звичайним підходом при вирішенні складної проблеми є її декомпозиція на декілька

приватних проблем - підзадач. Для вирішення кожної підзадачі призначається деякий модуль.

При цьому чітко визначаються функції кожного модуля і правила їх взаємодії.

Окремим випадком декомпозиції завдання є багаторівнева структура, при якій вся безліч

модулів, вирішальних підзадачі, розбивається на ієрархічно впорядковані групи - рівні. Для

кожного рівня визначається набір функцій-запитів, з якими до модулів даного рівня можуть

звертатися модулі вище лежачого рівня для вирішення своїх завдань.

Правила взаємодії двох машин можуть бути описані у вигляді набору процедур для

кожного з рівнів. Такі формалізовані правила, що визначають послідовність і формат

повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, лежачі на одному рівні, але в різних

вузлах, називаються протоколами. Програмні засоби, що реалізовують деякий протокол, також

називають протоколом.

Протокол - сукупність правив, які повинні дотримуватися при організації взаємодії,

передачі даних між процесами.

Физичний інтерфейс – сокупність конструктивних, електричних та логічних вимог та

функцій для з’єднання з физичним рівнем обладнання.

(Системні інтеpфейси: ІSA, ІSA Pn, EІSA, MCA, VESA LB, PCІ.)

Інтерфейс:

• апаратний - фізичний для двох пристроїв є з'єднання відповідно з фізичними

(конструктивними), електричними і функціональними (логічним) специфікаціями.

• програмний - програмне з'єднання двох програм або їх компонентів, а також

специфікації, що описують це з'єднання ( параметри, формат даних, порядок операцій, порядок

завершення).

• даних - структура блоку даних. передаваних між рівнями в процесі комунікації (

використовується в моделі OSI - Interface Date Unit - IDU).

Формально певний набір функцій, а також формати повідомлень, якими обмінюються

два сусідні рівні протоколів в ході своєї взаємодії, називається інтерфейсом. Інтерфейс

визначає сукупний сервіс, що надається даним рівнем вище лежачому рівню

Погоджений набір протоколів різних рівнів, достатній для організації міжмережевої

взаємодії, називається стеком протоколів.