- •Информационные сети
- •Содержание
- •Часть I. Общие принципы построения вычислительных сетей
- •Основные понятия вычислительных сетей
- •Эволюция вычислительных систем
- •Понятие и основные компоненты сети.
- •Преимущества использования сетей.
- •Основные вопросы построения сетей.
- •Топология физических связей сети.
- •Организация совместного использования линий связи.
- •Адресация компьютеров.
- •Структуризация сети.
- •Организация вычислений в сети.
- •Классификация компьютерных сетей.
- •По территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть (локальные и глобальные сети).
- •По масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть (сети отделов, кампусов и корпораций).
- •По наличию выделенного сервера.
- •Характеристики вычислительных сетей.
- •Производительность.
- •Надежность и безопасность.
- •Расширяемость и масштабируемость.
- •Прозрачность.
- •Поддержка разных видов трафика.
- •Многоуровневый подход к описанию средств сетевого взаимодействия.
- •Сообщение как единица информации в сети.
- •Эталонная модель взаимодействия открытых систем (эмвос) osi.
- •Уровни модели osi.
- •Стандартные стеки коммуникационных протоколов.
- •Основы передачи дискретных данных.
- •Линии связи.
- •Типы линий связи.
- •Аппаратура линий связи.
- •Передача с установлением соединения и без установления соединения.
- •Обнаружение и коррекция ошибок.
- •Компрессия данных.
- •Методы коммутации.
- •Коммутация каналов.
- •Коммутация пакетов.
- •Коммутация сообщений.
- •Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровня.
- •Протоколы и стандарты канального уровня локальных сетей.
- •Раздел 802.2 определяет подуровень управления логическим каналом llc.
- •Технология Ethernet (ieee 802.3).
- •Общая характеристика технология Ethernet.
- •Метод доступа csma/cd.
- •Спецификации физической среды Ethernet.
- •Технология Fast Ethernet (ieee 802.3u).
- •Технология Gigabit Ethernet (ieee 802.3ab, ieee 802.3z).
- •Технология 10 Gigabit Ethernet (ieee 802.3ae).
- •Технология Token Ring (ieee 802.5).
- •Общая характеристика технологии.
- •Маркерный метод доступа к разделяемой среде.
- •Физический уровень технологии Token Ring.
- •Технология fddi.
- •Общая характеристика технологии.
- •Особенности метода доступа.
- •Физический уровень технологии fddi.
- •Технология беспроводных локальных сетей (ieee 802.11).
- •Обзор стандартов wlan.
- •Режимы функционирования беспроводных сетей.
- •Физические топологии беспроводных сетей.
- •Архитектура беспроводной сети.
- •Структурообразующее оборудование локальной сети.
- •Структурированная кабельная система локальной сети.
- •Сетевые адаптеры.
- •Повторители и концентраторы.
- •Логическая структуризация сети.
- •Причины логической структуризации.
- •Алгоритм моста.
- •Коммутаторы локальных сетей
- •Общие понятия
- •Методы коммутации
- •Архитектура коммутаторов
- •Дополнительные функции коммутаторов
- •Виртуальные локальные сети
- •Vlan на базе портов
- •Vlan на базе mac-адресов
- •Vlan на базе меток – стандарт 802.1q
- •Алгоритм покрывающего дерева Spanning Tree
- •Агрегирование портов и создание высокоскоростных сетевых магистралей
- •Обеспечение качества обслуживания (QoS)
- •Ограничение доступа к сети
- •Сетевой уровень как средство построения больших сетей.
- •Объединение сетей на основе протоколов сетевого уровня.
- •Ограничения сетей, объединенных на основе протоколов канального уровня.
- •Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня. Понятие составной сети.
- •Понятие маршрутизатора, принципы маршрутизации.
- •Принципы маршрутизации.
- •Функции маршрутизатора.
- •Коммутация третьего уровня.
- •Глобальные компьютерные сети.
- •Основные понятие глобальной сети.
- •Структура глобальной сети.
- •Типы глобальных сетей.
- •Глобальные связи на основе выделенных линий.
- •Аналоговые выделенные линии.
- •Цифровые выделенные линии.
- •Глобальные сети с коммутацией каналов.
- •Аналоговые телефонные сети.
- •Цифровые телефонные сети.
- •Isdn – сети с интегральными услугами.
- •Глобальные сети с коммутацией пакетов.
- •Принцип коммутации пакетов с использованием техники виртуальных каналов.
- •Сети х.25.
- •Сети Frame Relay.
- •Технология atm.
- •Удаленный доступ к сети.
- •Средства управления сетями.
- •Системы управления сетями.
- •Мониторинг и анализ локальных сетей.
Технология Fast Ethernet (ieee 802.3u).
С ростом производительности компьютеров пропускная способность классического 10-мегабитного Ethernet перестала удовлетворять запросы пользователей. Поэтому был разработан стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet, обеспечивающий скорость передачи данных 100 Мбит/с. Он полностью унаследовал все стандарты канального уровня и метод доступа к среде классического Ethernet и отличается только реализацией физического уровня. В технологии Fast Ethernet используются три варианта кабельных систем:
100Base-T4 – витая пара UTP Cat 3, используются четыре пары;
100Base-TX – витая пара UTP Cat 5 или STP Type 1, используются две пары;
100Base-FX – волоконно-оптический кабель, используются два волокна.
Параметры спецификаций физического уровня Fast Ethernet.
|
100Base-T4 |
100Base-TX |
100Base-FX полудуплекс |
100Base-FX полный дуплекс |
Max длина сегмента, м |
100 |
100 |
412 |
2000 |
Max расстояние между узлами сети (при использовании повторителей I/II класса, м |
200/205 |
200/205 |
272/320 |
- |
Max число станций в сегменте |
1024 |
1024 |
1024 |
- |
Max число повторителей I/II класса между любыми станциями сети |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
- |
Спецификация 100Base-FX регламентирует параметры только для многомодового оптоволокна. Для одномодового оптоволокна параметры стандартом не регламентируются, дальность связи по одномодовому волокну зависит от реализации конкретного производителя и может достигать 32 км.
Технология Gigabit Ethernet (ieee 802.3ab, ieee 802.3z).
В настоящее время активно разрабатывается и внедряется технология Gigabit Ethernet, которая, сохраняя особенности технологии Ethernet (топологию, метод доступа, формат кадров), позволяет достичь битовой скорости 1000 Мбит/с на всех основных типах кабелей (коаксиал, витая пара, оптоволокно). Хотя технология допускает работу в сегменте с единой разделяемой средой передачи, основным режимом является полнодуплексный.
В технологии Gigabit Ethernet в настоящее время используются следующие спецификации:
1000Base-T – используется витая пара категории 5e. В передаче данных участвуют все 4 пары, длина сегмента до 100 м;
1000Base-SX – использует многомодовое оптоволокно, дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров;
1000Base-LX – может работать с многомодовым и одномодовым оптоволокном. На одномодовом оптоволокне дальность передачи от 5 до 10 км;
1000Base-LH (Long Haul) – использует одномодовый оптический кабель, дальность прохождения сигнала без повторителя в зависимости от качества кабеля от 70 до 100 км.
Технология 10 Gigabit Ethernet (ieee 802.3ae).
Технология Ethernet доминирует в построении локальных сетей (LAN). Однако она не была приспособлена для построения каналов связи городских и глобальных сетей. Таким образом, практически весь трафик Internet начинается и заканчивается в Ethernet-сетях, а между ними работают глобальные сети других технологий. Стандарт IEEE 803.3ae 10 Gigabit Ethernet (10GbE), одобренный в июне 2002 г., явился поворотным пунктом в истории развития этой технологии. С его появлением область использования Ethernet расширяется до масштабов городских (MAN) и глобальных (WAN) сетей.
Технология 10GbE не предусматривает полудуплексный режим работы и, следовательно, не использует метод CSMA/CD для доступа к среде передачи. Он ориентирован на соединение типа «точка-точка» в полнодуплексном режиме. Спецификация IEEE 802.3ae определяет две категории физических интерфейсов для 10GbE – интерфейсы для локальной (LAN PHY) и для глобальной (WAN PHY) сети.
Стандарт 10GbE включает в себя семь стандартов физической среды:
10GBASE-CX4 – для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель;
10GBASE-SR – для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое оптоволокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового оптоволокна (2000 МГц/км);
10GBASE-LX4 – использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового оптоволокна;
10GBASE-LR и 10GBASE-ER – поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно;
10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW – предназначены для глобальных сетей, используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH, подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи;
10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки, использует экранированную витую пару категории 7, расстояния – до 100 метров.