МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
А. С. Бождай, А. Г. финогеев
сетевые технологии И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Учебное пособие
Пенза 2009
УДК 681.3 Г48
Рецензент:
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» Пензенского технологического института
Е.Г.Бершадская
Бождай А.С., Финогеев А.Г.
Сетевые технологии и телекоммуникации. Учеб. пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009 – 200 с.; 13 ил., 4 табл., библиогр. 16 назв.
Пособие рассчитано на читателей, начинающих изучать основные сведения, связанные с технической базой современных телекоммуникационных систем и сетей. Подробно рассматриваются вопросы построения вычислительных сетей. Приводится краткий обзор принципов передачи данных. Дается понятие о различных проводных и беспроводных телекоммуникационных средах, описываются способы коммутации и методы доступа к каналам передачи данных. Особое внимание уделено современным беспроводным технологиям и сетям.
Учебное пособие разработано на кафедре "Системы автоматизированного проектирования" и предназначены для студентов специальностей 22.03.00 (Системы автоматизированного проектирования), 35.15.00 (Математическое обеспечение и администрирование информационных систем), 23.02.03 (Информационные системы и технологии), 08.08.01 (Прикладная информатика в экономике, в сфере сервиса), 10.01.01 (Сервис), 22.06.01 (Управление инновациями).
Содержание
Введение…………………………………………………………………………. 5
1. Основы передачи данных……………………………………………………. 8
1.1 Основные типы модуляции…………………………………………. 10
1.2 Методы передачи данных…………………………………………… 12
1.3 Режимы и качество передачи данных……………………………… 14
Вопросы для самоконтроля по главе 1……………………………………….. 15
2. Базовые термины и определения компьютерных сетей…………………... 16
Вопросы для самоконтроля по главе 2………………………………………... 21
3. Модели открытых информационных систем ISO/OSI……………………. 22
3.1 Прикладной уровень………………………………………………… 27
3.2 Уровень представления данных……………………………………. 29
3.3 Сеансовый уровень взаимодействия…………………………….…. 29
3.4 Транспортный уровень взаимодействия…………………………… 30
3.5 Сетевой уровень взаимодействия……………………………….….. 32
3.6 Канальный уровень взаимодействия…………………………….…. 33
3.7 Физический уровень взаимодействия……………………………… 34
3.8 Адресация в сетях………………………………………………….… 36
Вопросы для самоконтроля по главе 3………………………………………... 37
4. Каналы и линии связи……………………………………………………….. 38
4.1 Характеристики сетей……………………………………………….. 40
4.2 Первичные и вторичные сети……………………………………….. 42
4.3 Способы коммутации в сетях……………………………………….. 42
4.4 Методы доступа к среде передачи данных…………………………. 45
4.5 Мультиплексирование……………………………………………… 49
4.6 Физическая среда передачи информации…………………………. 52
4.7 Проводные физические среды……………………………………... 55
4.8 Беспроводные физические среды………………………………….. 64
Вопросы для самоконтроля по главе 4……………………………………….. 67
5. Локальные вычислительные сети………………………………………….. 70
5.1 Классификация локальных сетей………………………………….. 71
5.2 Протоколы локальных сетей……………………………………….. 76
5.3 Определения канального уровня в стандартах IEEE-802………… 78
5.4 Стандарты технологии Ethernet…………………………………….. 81
5.5 Стандарт сетей с маркерной шиной………………………………... 91
5.6 Стандарт сетей с маркерным кольцом……………………………... 93
5.7 Стандарт технологии 100 VG-AnyLAN……………………………. 95
5.8 Стандарт FDDI………………………………………………………. 97
5.9 Стандарт Fibre Channel……………………………………………... 101
Вопросы для самоконтроля по главе 5……………………………………….. 104
Список литературы……………………………………………………………. 106
ВВЕДЕНИЕ
Современные сети являются результатом длительного развития ряда информационных, компьютерных и телекоммуникационных технологий. Целью развития является информатизация общества, т.е. формирование единой информационной среды, охватывающей все сферы деятельности человека. Достижение данной цели подразумевает развитие целой индустрии по производству, хранению, передаче и обработке информации. Развитие сетевых технологий тесно связано с решением задач по информатизации общества. Изучение материалов, посвященного информационным сетям и технологиям передачи данных должно опираться на знание основ информатики и компьютерной техники.
С одной стороны, сети является особым видом распределенных информационных систем, в которых совокупность сетевых узлов согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, сети являются средством передачи информации, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных. На физическом уровне, для передачи данных между узлами сети используются проводные и/или беспроводные среды. Правильный выбор среды передачи данных во многом определяет эффективность, качество и надежность работы всей телекоммуникационной системы в целом.
К настоящему моменту, сетевые технологии проникли во все сферы жизнедеятельности человека. Следует отметить, что существует большое разнообразие стандартов и спецификаций, архитектурных решений и сетевых протоколов. При этом наблюдаются тенденции к интеграции разнообразных телекоммуникационных технологий и сетевых систем в рамках единой информационной инфраструктуры человеческого сообщества. Ярким примером такой интеграции служит глобальное информационное пространство сети Интернет и ее громадное множество информационных ресурсов и сервисов.
Настоящее учебное пособие рассчитано на читателей, начинающих изучать основные знания и сведения, связанные с технической базой современных телекоммуникационных систем. Учебное пособие состоит из двух частей. В первой части рассматриваются общетеоретические вопросы построения локальных вычислительных сетей.
Первая глава данной части посвящена краткому обзору методов и режимов передачи данных. Здесь описываются основы и типология модуляции. Рассматриваются факторы, влияющие на качество передачи данных. Вторая глава носит терминологический характер и раскрывает базовые термины и определения компьютерных сетей. Третья глава охватывает круг вопросов, связанных с особенностями модели взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), которая определяет правила и уровни взаимодействия в сетевых системах. Кроме того, рассматриваются способы адресации в информационных сетях.
Четвертая глава дает понятие о различных кабельных системах телекоммуникаций, описывает способы коммутации в сетях и методы доступа к средам передачи данных. Особое внимание уделено беспроводным средам передачи в связи с тем, что это один наиболее динамично развивающихся секторов телекоммуникационного рынка услуг.
Пятая глава сосредотачивает внимание читателя на проблемах локальных вычислительных сетей (ЛВС). Детально рассматриваются классификация, протоколы и топологии ЛВС. Наряду с классическими подходами к организации ЛВС, описываются и современные передовые стандарты 100VG-AnyLAN, FDDI, Fibre Channel.
В целях лучшего усвоения материала, каждую главу завершает список вопросов для самоконтроля.