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..................................................................