Содержание

От авторов .................с

Для кого эта книга .., Структура книги.......

Благодарности....,..,.,....,.,..,.,..,...,.,.......,,,.,......,......,....,,.....................

Глава 1 • Общие принципы построения вычислительных сетей........

1.1. От централизованных систем — к вычислительным сетям ...............

1.1.1. Эволюция вычислительных систем ................................................

Системы пакетной обработки ....................................................

Многотерминальные системы — прообраз сети ..................

Появление глобальных сетей .....................................................

Первые локальные сети................................................................

Создание стандартных технологий локальных сетей ........

Современные тенденции ..............................................................

1.1.2. Вычислительные сети — частный случай распределенных систем........................................................................................................

Мультипроцессорные компьютеры..........................................

Многомашинные системы ...........................................................

Вычислительные сети ...................................................................

Распределенные программы .......................................................

1.1.3. Основные программные и аппаратные компоненты сети ......

1.1.4. Что дает предприятию использование сетей ..............................

Выводы .................................................................................................................

1.2. Основные проблемы построения сетей.....................................................

1.2.1. Связь компьютера с периферийными устройствами...............

1.2.2. Простейший случай взаимодействия двух компьютеров .......

1.2.3. Проблемы физической передачи данных по линиям связи..

1.2.4. Проблемы объединения нескольких компьютеров ...................

Топология физических связей ...................................................

Организация совместного использования линий связи .. Адресация компьютеров ..............................................................

1.2.5. Ethernet — пример стандартного решения сетевых проблем

1.2.6. Структуризация как средство построения больших сетей....

Физическая структуризация сети ............................................

Логическая структуризация сети .............................................

1.2.7. Сетевые службы .....................................................................................

Выводы .................................................................................................................

1.3. Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации ......................

1.3.1. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс.

Стек протоколов.............................................................................................

1.3.2. Модель OSI.......................................................................................................

1.3.3. Уровни модели OSI .......................................................................................

Физический уровень ..............................................................................

Канальный уровень.................................................................................

Сетевой уровень .....................................................................................

Транспортный уровень..........................................................................

Сеансовый уровень.................................................................................

Представительный уровень .................................................................

Прикладной уровень..............................................................................

Сетезависимые и сетенезависимые уровни....................................

1.3.4. Понятие «открытая система» .....................................................................

1.3.5. Модульность и стандартизация................................................................

1.3.6. Источники стандартов..................................................................................

1.3.7. Стандартные стеки коммуникационных протоколов .......................

Стек OSI.....................................................................................................

Стек TCP/IP.............................................................................................

Стек IPX/SPX..........................................................................................

Стек NetBIOS/SMB ...............................................................................

Выводы ..........................................................................................................................

1.4. Локальные и глобальные сети...............................................................................

1.4.1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей................

1.4.2. Отличия локальных сетей от глобальных.............................................

1.4.3. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей ...............

Выводы..........................................................................................................................

1.5. Сети отделов, кампусов и корпораций..............................................................

1.5.1. Сети отделов.....................................................................................................

1.5.2. Сети кампусов .................................................................................................

1.5.3. Корпоративные сети ......................................................................................

Выводы .........................................................................................................................

1.6. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям...

1.6.1. Производительность......................................................................................

1.6.2. Надежность и безопасность........................................................................

1.6.3. Расширяемость и масштабируемость .....................................................

1.6.4. Прозрачность ...................................................................................................

1.6.5. Поддержка разных видов трафика ..........................................................

1.6.6. Управляемость.................................................................................................

1.6.7. Совместимость.................................................................................................

Выводы ..........................................................................................................................

Вопросы и упражнения...................................................................................................

Глава 2 • Основы передачи дискретных данных ....................................

2.1. Линии связи.................................................................................................................

2.1.1. Типы линий связи..........................................................................................

2.1.2. Аппаратура линий связи ........................................................................

2.1.3. Характеристики линий связи ...............................................................

Типы характеристик и способы их определения....................

Спектральный анализ сигналов на линиях связи ..................

Амплитудно-частотная характеристика, полоса

пропускания и затухание .............................................................

Пропускная способность линии ...................................................

Связь между пропускной способностью линии

и ее полосой пропускания ...........................................................

Помехоустойчивость и достоверность ........................................

2.1.4. Стандарты кабелей....................................................................................

Кабели на основе неэкранированной витой пары ..................

Кабели на основе экранированной витой пары ......................

Коаксиальные кабели ........................................................................

Волоконно-оптические кабели.......................................................

Выводы .....................................................................................................................

2.2. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне ............

2.2.1. Аналоговая модуляция ............................................................................

Методы аналоговой модуляции ....................................................

Спектр модулированного сигнала................................................

2.2.2. Цифровое кодирование...........................................................................

Требования к методам цифрового кодирования .....................

Потенциальный код без возвращения к нулю .........................

Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией...........................................................................................

Потенциальный код с инверсией при единице .......................

Биполярный импульсный код .......................................................

Манчестерский код............................................................................

Потенциальный код 2B1Q, ..............................................................

2.2.3. Логическое кодирование..................................................................... ....

Избыточные коды...............................................................................

Скрэмблирование...............................................................................

2.2.4. Дискретная модуляция аналоговых сигналов ................................

2.2.5. Асинхронная и синхронная передачи ................................................

Выводы ................................................................................................................

2.3. Методы передачи данных канального уровня ...........................................

2.3.1. Асинхронные протоколы ........................................................................

2.3.2. Синхронные символьно-ориентированные

и бит-ориентированные протоколы ...................................................

i Символьно-ориентированные протоколы .................................

t Бит-ориентированные протоколы .................................................

Э Протоколы с гибким форматом кадра........................................

2.3.3. Передача с установлением соединения и без установления соединения............................................................

& 2.3.4. Обнаружение и коррекция ошибок.....................................................

6* Методы обнаружения ошибок........................................................

Методы восстановления искаженных и потерянных кадров... 2.3.5. Компрессия данных........................................................................................

Выводы ...........................................................................................................................

2.4. Методы коммутации..................................................................................................

2.4.1. Коммутация каналов...............................................................................

Коммутация каналов на основе частотного

мультиплексирования .........................................................................

Коммутация каналов на основе разделения времени.................

Общие свойства сетей с коммутацией каналов.............................

Обеспечение дуплексного режима работы на основе

технологий FDM, TDM и WDM...................................................

2.4.2. Коммутация пакетов.....................................................................................

Принципы коммутации пакетов ...................,.........,.,...„.„.,..,..,„.,..,.,

Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов................

Пропускная способность сетей с коммутацией пакетов...........

2.4.3. Коммутация сообщений...............................................................................

Выводы..........................................................................................................................

Вопросы и упражнения...................................................................................................

Глава 3 • Базовые технологии локальных сетей...,..,....,.,.....,..,....,.........,

3.1. Протоколы и стандарты локальных сетей........................................................

3.1.1. Общая характеристика протоколов локальных сетей ......................

3.1.2. Структура стандартов IEEE 802.x ...........................................................

Выводы ..........................................................................................................................

3.2. Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2)............

3.2.1 Три типа процедур уровня LLC .................................................................

3.2.2. Структура кадров LLC. Процедура с восстановлением

кадров LLC2.....................................................................................................

Выводы..........................................................................................................................

3.3. Технология Ethernet (802.3) ..................................................................................

3.3.1. Метод доступа CSMA/CD..........................................................................

Этапы доступа к среде...........................................................................

Возникновение коллизии.....................................................................

Время двойного оборота и распознавание коллизий.....,...,.......

3.3.2. Максимальная производительность сети Ethernet ............................

3.3.3. Форматы кадров технологии Ethernet...................................................

Кадр 802.3/LLC........................................................................................

Кадр Raw 802.3/Novell 802.3...............................................................

Кадр Ethernet DIX/Ethernet II..........................................................

Кадр Ethernet SNAP...............................................................................

Использование различных типов кадров Ethernet ...„....,..,....„„

3.3.4. Спецификации физической среды Ethernet........................................

Стандарт 10Base-5...................................................................................

Стандарт 10Base-2 ...................................................................................

Стандарт 10Base-T ..................................................................................

Оптоволоконный Ethernet...................................................................

Домен коллизий ......................................................................................

Общие характеристики стандартов Ethernet 10 Мбит/с.........

3.3.5. Методика расчета конфигурации сети Ethernet ................................

Расчет PDV...............................................................................................

Расчет PVV...............................................................................................

Выводы .........................................................................................................................

.. 3.4. Технология Token Ring (802.5)............................................................................

; 3.4.1. Основные характеристики технологии .................................................

3.4.2. Маркерный метод доступа к разделяемой среде ...............................

3.4.3. Форматы кадров Token Ring.....................................................................

Маркер........................................................................................................

Кадр данных и прерывающая последовательность....................

Приоритетный доступ к кольцу .......................................................

3.4.4. Физический уровень технологии Token Ring......................................

Выводы .........................................................................................................................

3.5. Технология FDDI.......................................................................................................

3.5.1. Основные характеристики технологии ..................................................

3.5.2. Особенности метода доступа FDDI.........................................................

3.5.3. Отказоустойчивость технологии FDDI.................................................

3.5.4. Физический уровень технологии FDDI................................................

3.5.5. Сравнение FDDI с технологиями Ethernet и Token Ring...............

Выводы ..........................................................................................................................

3.6. Fast Ethernet и lOOVG-AnyLAN как развитие технологии Ethernet ......

3.6.1. Физический уровень технологии Fast Ethernet..................................

Физический уровень 100Base-FX — многомодовое

оптоволокно, два волокна..................... ............................................

Физический уровень 100Base-TX — витая пара UTP Cat 5

или STP Туре 1, две пары.................................................................

Физический уровень 100Base-T4 — витая пара UTP Cat 3,

четыре пары...........................................................................................

3.6.2. Правила построения сегментов Fast Ethernet

при использовании повторителей ...........................................................

Ограничения длин сегментов DTE-DTE ........................................

Ограничения сетей Fast Ethernet, построенных на повторителях ...................................................................................

3.6.3. Особенности технологии lOOVG-AnyLAN ............................................

Выводы ..........................................................................................................................

3.7. Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet............................................

3.7.1. Общая характеристика стандарта ............................................................

3.7.2. Средства обеспечения диаметра сети в 200 м

на разделяемой среде....................................................................................

3.7.3. Спецификации физической среды стандарта 802.3z ........................

Многомодовый кабель ...........................................................................

Одномодовый кабель .............................................................................

Твинаксиальный кабель ........................................................................

3.7.4. Gigabit Ethernet на витой паре категории 5 ........................................

Выводы..........................................................................................................................

Вопросы и упражнения...................................................................................................

Глава 4 • Построение локальных сетей по стандартам физического

и канального уровней..............................................................

4.1. Структурированная кабельная система ............................................................

4.1.1. Иерархия в кабельной системе .................................................................

4.1.2. Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем .........................

4.1.3. Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем ..............................

4.1.4. Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса......................................

Выводы ..........................................................................................................................

4.2. Концентраторы и сетевые адаптеры ...................................................................

4.2.1. Сетевые адаптеры...........................................................................................

Функции и характеристики сетевых адаптеров...........................

Классификация сетевых адаптеров...................................................

4.2.2. Концентраторы................................................................................................

Основные и дополнительные функции концентраторов..........

Отключение портов ...............................................................................

Поддержка резервных связей..............................................................

Защита от несанкционированного доступа ...................................

Многосегментные концентраторы.....................................................

Управление концентратором по протоколу SNMP ....................

Конструктивное исполнение концентраторов..............................

Выводы..........................................................................................................................

4.3. Логическая структуризация сети с помощью мостов

и коммутаторов..........................................................................................................

4.3.1. Причины логической структуризации локальных сетей.................

Ограничения сети, построенной на общей разделяемой среде................................................................................

Преимущества логической структуризации сети ........................

Структуризация с помощью мостов и коммутаторов ...............

4.3.2. Принципы работы мостов ...........................................................................

Алгоритм работы прозрачного моста...............................................

Мосты с маршрутизацией от источника.........................................

Ограничения топологии сети, построенной на мостах .............

4.3.3. Коммутаторы локальных сетей .................................................................

4.3.4. Полнодуплексные протоколы локальных сетей ..................................

Изменения в работе МАС-уровня при полнодуплексной работе.......................................................................................................

Проблема управления потоком данных при полнодуплексно; работе.......................................................................................................

4.3.5 Управления потоком кадров при полудуплексной работе ...............

Выводы ..........................................................................................................................

4.4. Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов ... 4.4.1. Особенности технической реализации коммутаторов ......................

Коммутаторы на основе коммутационной матрицы..................

Коммутаторы с общей шиной.........................................................

Коммутаторы с разделяемой памятью ........................................

Комбинированные коммутаторы ...................................................

Конструктивное исполнение коммутаторов ..............................

4.4.2. Характеристики, влияющие на производительность

коммутаторов ..............................................................................................

Скорость фильтрации и скорость продвижения .....................

Коммутация «на лету» или с буферизацией.............................

Размер адресной таблицы ................................................................

Объем буфера кадров .........................................................................

4.4.3. Дополнительные функции коммутаторов.........................................

Поддержка алгоритма Spanning Tree ...........................................

Трансляция протоколов канального уровня .............................

Возможности коммутаторов по фильтрации трафика ..........

Приоритетная обработка кадров ...................................................

4.4.4. Виртуальные локальные сети ................................................................

4.4.5. Типовые схемы применения коммутаторов в локальных сетях......................................................................................

Сочетание коммутаторов и концентраторов.............................

Стянутая в точку магистраль на коммутаторе .........................

Распределенная магистраль на коммутаторах ..........................

Выводы ......................................................................................................................

Вопросы и упражнения ...............................................................................................

Глава 5 • Сетевой уровень как средство построения больших сетей...,

5.1. Принципы объединения сетей на основе протоколов

сетевого уровня.......................................................................................................

5.1.1. Ограничения мостов и коммутаторов ................................................

5.1.2. Понятие internetworking..........................................................................

5.1.3. Принципы маршрутизации ....................................................................

5.1.4. Протоколы маршрутизации ...................................................................

5.1.5. Функции маршрутизатора ......................................................................

Уровень интерфейсов .........................................................................

Уровень сетевого протокола ............................................................

Уровень протоколов маршрутизации ..........................................

5.1.6. Реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP

Многоуровневая структура стека TCP/IP ................................

Уровень межсетевого взаимодействия .........................................

Основной уровень ...............................................................................

Прикладной уровень...........................................................................

Уровень сетевых интерфейсов ........................................................

Соответствие уровней стека TCP/IP семиуровневой модели ISO/OSI ...........................................................................!...

Выводы......................................................................................................................

5.2. Адресация в IP-сетях ............................................................................................

5.2.1. Типы адресов стека TCP/IP...................................................................

5.2.2. Классы IP-адресов......................................................................................

5.2.3. Особые IP-адреса...........................................................................................

5.2.4. Использование масок в IP-адресации....................................................

5.2.5. Порядок распределения IP-адресов........................................................

5.2.6. Автоматизация процесса назначения IP-адресов ..............................

5.2.7. Отображение IP-адресов на локальные адреса ..................................

5.2.8. Отображение доменных имен на IP-адреса.........................................

Организация доменов и доменных имен .......................................

Система доменных имен DNS ...........................................................

Выводы.........................................................................................................................

5.3. Протокол IP................................................................................................................

5.3.1. Основные функции протокола IP...........................................................

5.3.2. Структура IP-пакета ....................................................................................

5.3.3. Таблицы маршрутизации в IP-сетях......................................................

Примеры таблиц различных типов маршрутизаторов.............

Назначение полей таблицы маршрутизации................................

Источники и типы записей в таблице маршрутизации...........

5.3.4. Маршрутизация без использования масок..........................................

5.3.5. Маршрутизация с использованием масок............................................

Использование масок для структуризации сети ........................

Использование масок переменной длины.....................................

Технология бесклассовой междоменной маршрутизации CIDR.......................................................................

5.3.6. Фрагментация IP-пакетов..........................................................................

5.3.7. Протокол надежной доставки TCP-сообщений.................................

Порты..........................................................................................................

Сегменты и потоки ................................................................................

Соединения...............................................................................................

Реализация скользящего окна в протоколе TCP........................

Выводы .........................................................................................................................

5.4. Протоколы маршрутизации в IP-сетях ............................................................

5.4.1. Внутренние и внешние протоколы маршрутизации Internet.......

5.4.2. Дистанционно-векторный протокол RIP .............................................

Построение таблицы маршрутизации ............................................

Адаптация RIP-маршрутизаторов к изменениям состояния сети.....................................................................................

Методы борьбы с ложными маршрутами в протоколе RIP...

5.4.3. Протокол «состояния связей» OSPF ...............................................

Выводы .........................................................................................................................

5.5. Средства построения составных сетей стека Novell.....................................

5.5.1. Общая характеристика протокола IPX.................................................

5.5.2. Формат пакета протокола IPX.................................................................

5.5.3. Маршрутизация протокола IPX..............................................................

Выводы.........................................................................................................................

5.6. Основные характеристики маршрутизаторов и концентраторов ...........

5.6.1. Маршрутизаторы...........................................................................................

Классификация маршрутизаторов по областям применения.. Основные технические характеристики маршрутизатора ........

Дополнительные функциональные возможности маршрутизаторов..................................................................................

5.6.2. Корпоративные модульные концентраторы..........................................

5.6.3. Стирание граней между коммутаторами

и маршрутизаторами .....................................................................................

Соотношение коммутации и маршрутизации в корпоративных сетях .......................................................................

Отказ от маршрутизации ......................................................................

Коммутаторы 3-го уровня с классической маршрутизацией .. Маршрутизация потоков.......................................................................

Выводы ...........................................................................................................................

Вопросы и упражнения....................................................................................................

Глава 6 • Глобальные сети..,......,...................,....,.......,....,..,........,.,.........'

6.1. Основные понятия и определения .......................................................................

6.1.1. Обобщенная структура и функции глобальной сети.........................

Транспортные функции глобальной сети........................................

Высокоуровневые услуги глобальных сетей ..................................

Структура глобальной сети..................................................................

Интерфейсы DTE-DCE..........................................................................

6.1.2. Типы глобальных сетей.................................................................................

Выделенные каналы.................................................................................

Глобальные сети с коммутацией каналов........................................

Глобальные сети с коммутацией пакетов ........................................

Магистральные сети и сети доступа..................................................

Выводы ...........................................................................................................................

6.2. Глобальные связи на основе выделенных линий ............................................

6.2.1. Аналоговые выделенные линии .................................................................

Типы аналоговых выделенных линий...............................................

Модемы для работы на выделенных каналах ................................

6.2.2. Цифровые выделенные линии ....................................................................

Технология плезиохронной цифровой иерархии PDH ..............

Технология синхронной цифровой иерархии SONET/SDH ... Применение цифровых первичных сетей ........................................

Устройства DSU/CSU для подключения к выделенному каналу........................................................................................................

6.2.3. Протоколы канального уровня для выделенных линий ...................

Протокол SLIP ...........................................................................................

Протоколы семейства HDLC ...............................................................

Протокол РРР ........................................................................................... •

6.2.4. Использование выделенных линий для построения

корпоративной сети ........................................................................................

Выводы ............................................................................................................................

6.3. Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов........................;

6.3.1. Аналоговые телефонные сети.....................................................................

Организация аналоговых телефонных сетей.................................

Модемы для работы на коммутируемых аналоговых линиях..

6.3.2. Служба коммутируемых цифровых каналов Switched 56 ..............

6.3.3. ISDN — сети с интегральными услугами...............................................

Цели и история создания технологии ISDN .................................

Пользовательские интерфейсы ISDN..............................................

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN..

Адресация в сетях ISDN.......................................................................

Стек протоколов и структура сети ISDN.......................................

Использование служб ISDN в корпоративных сетях ................

Выводы..........................................................................................................................

6.4. Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов...........................

6.4.1. Принцип коммутации пакетов с использованием техники

виртуальных каналов ..................................................................................

6.4.2. Сети Х.25...........................................................................................................

Назначение и структура сетей Х.25..................................................

Адресация в сетях Х.25 .........................................................................

Стек протоколов сети Х.25 ..................................................................

6.4.3. Сети Frame Relay ............................................................................................

Назначение и общая характеристика...............................................

Стек протоколов frame relay................................................................

Поддержка качества обслуживания .................................................

Использование сетей frame relay .......................................................

6.4.4. Технология ATM.............................................................................................

Основные принципы технологии ATM...........................................

Стек протоколов ATM...........................................................................

Уровень адаптации AAL .......................................................................

Протокол ATM ........................................................................................

Категории услуг протокола ATM и управление трафиком .....

Передача трафика IP через сети ATM...........................;.................

Сосуществование ATM с традиционными технологиями локальных сетей ..................................................................................

Использование технологии ATM ......................................................

Выводы..........................................................................................................................

6.5. Удаленный доступ......................................................................................................

6.5.1. Основные схемы глобальных связей при удаленном доступе .......

Типы взаимодействующих систем....................................................

Типы поддерживаемых служб ............................................................

Типы используемых глобальных служб ........................................

6.5.2. Доступ компьютер — сеть ............................................................................

Удаленный узел........................................................................................

Удаленное управление и терминальный доступ..........................

Почта............................................................................................................

6.5.3. Удаленный доступ через промежуточную сеть .................................:.

Общая схема двухступенчатого доступа.........................................

Технологии ускоренного доступа к Internet через абонентские окончания телефонных и кабельных сетей .......

Выводы ...........................................................................................................................

Вопросы и упражнения....................................................................................................

Глава 7 • Средства анализа и управления сетями....................................

7.1. Функции и архитектура систем управления сетями ....................................

7.1.1. Функциональные группы задач управления ........................................

7.1.2. Многоуровневое представление задач управления .............................

7.1.3. Архитектуры систем управления сетями ...............................................

Схема менеджер — агент .........................................................................

Структуры распределенных систем управления ..........................

Платформенный подход.........................................................................

Выводы...........................................................................................................................

7.2. Стандарты систем управления...............................................................................

7.2.1. Стандартизуемые элементы системы управления ..............................

7.2.2. Стандарты систем управления на основе протокола SNMP...........

Концепции SNMP-управления ...........................................................

Примитивы протокола SNMP .............................................................

Структура SNMP MIB...........................................................................

Форматы и имена объектов SNMP MIB .........................................

Формат сообщений SNMP ....................................................................

Спецификация RMON MIB.................................................................

Недостатки протокола SNMP..............................................................

7.2.3. Стандарты управления OSI .........................................................................

Агенты и менеджеры...............................................................................

Управление системами, управление уровнем и операции уровня ...............................................................................

Информационная модель управления..............................................

Управляющие знания и деревья знаний..........................................

Использование древовидных баз данных для хранения управляющих знаний ..........................................................................

Правила определения управляемых объектов...............................

Протокол CMIP и услуги CMIS ........................................................

Сравнение протоколов SNMP и CMIP............................................

Выводы...........................................................................................................................

7.3. Мониторинг и анализ локальных сетей .............................................................

7.3.1. Классификация средств мониторинга и анализа ................................

7.3.2. Анализаторы протоколов..............................................................................

7.3.3. Сетевые анализаторы .....................................................................................

7.3.4. Кабельные сканеры и тестеры ....................................................................

7.3.5. Многофункциональные портативные приборы мониторинга ........

Интерфейс пользователя..................................................................

Функции проверки аппаратуры и кабелей .....................................

Функции сбора статистики ..................................................................

Функции анализа протоколов.............................................................

7.3.6. Мониторинг локальных сетей на основе коммутаторов... Наблюдение за трафиком......................................................

Управление виртуальными сетями....................................

Выводы............................................................................................................

Вопросы и упражнения....................................................................................

Заключение....................................................................................

Приложение...................................................................................

Ответы на вопросы.............................................................................................

Глава 1.............................................................................................................

Глава 2.............................................................................................................

Глава 3.............................................................................................................

Глава 4..............................................................................................................

Глава 5.............................................................................................................

Глава 6..............................................................................................................

Глава?.............................................................................................................

Рекомендуемая литература.............................................................................

Алфавитный указатель..................................................................