Олифер компьютерные сети 6 е издание: Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Юбилейное издание (2020)
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Юбилейное издание (2020)
6-е издание.
Это издание в некотором смысле особенное — прошло ровно 20 лет с момента выхода книги в свет. 20 лет — это не маленький срок, за это время дети наших первых читателей подросли и, возможно, стали интересоваться компьютерными сетями. И, возможно, у них в руках окажется 6-е издание книги «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы». Эта книга значительно отличается от той, которую читали их родители.
Многое из того, что интересовало читателей конца 90-х годов — например, правило 4-х хабов, согласование сетей IP и IPX или сравнение технологий 100VG-AnyLAN и FDDI — совсем не упоминается в последних изданиях. За 20 лет немало технологий прошли полный цикл от модного термина и всеобщего признания к практически полному забвению. Каждое новое издание книги в той или иной мере отражало изменения ландшафта сетевых технологий.
Не является исключением и данное издание — оно значительно переработано, около трети материала представляет собой или совсем новую информацию, или существенно переработанное изложение тем. Например, в книге появилась новая часть «Беспроводные сети», полностью переработана часть, посвященная технологиям первичных сетей SDH, OTN и DWDM.
Издание предназначено для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотели бы получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника» и по специальностям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем».
Год: 2020
Автор В. Олифер, Н. Олифер
Жанр Компьютерная литература
Формат: pdf
Страниц: 1008
Язык: русский
Размер: 94.7 Мб
Скачать Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Юбилейное издание
Скачать Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Юбилейное издание (2020) бесплатно:
Юбилейное издание» / Блог компании Издательский дом «Питер» / Хабр
Это издание в некотором смысле особенное — прошло ровно 20 лет с момента выхода книги в свет. 20 лет — это немаленький срок, за это время дети наших первых читателей подросли и, возможно, стали интересоваться компьютерными сетями. И, возможно, у них в руках окажется 6-е издание книги «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы». Эта книга значительно отличается от той, которую читали их родители. Многое из того, что интересовало читателей конца 90-х годов — например, правило 4-х хабов, согласование сетей IP и IPX или сравнение технологий 100VG-AnyLAN и FDDI, — совсем не упоминается в последних изданиях. За 20 лет немало технологий прошли полный цикл от модного термина и всеобщего признания к практически полному забвению. Каждое новое издание книги в той или иной мере отражало изменения ландшафта сетевых технологий.
Не является исключением и данное издание — оно значительно переработано, около трети материала представляет собой или совсем новую информацию, или существенно переработанное изложение тем. Например, в книге появилась новая часть «Беспроводные сети», полностью переработана часть, посвященная технологиям первичных сетей SDH, OTN и DWDM.
Издание предназначено для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотели бы получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.
Изменения в шестом издании
Прежде всего, в книге появилась новая часть «Беспроводные сети». Она состоит из трех глав.
В первой из них рассматриваются особенности физического уровня беспроводных линий связи, к которым относится специфика передающей среды, диапазон и характер распространения электромагнитных волн, виды искажений и методы борьбы с ними. Поскольку ни один из узлов беспроводной сети не может обойтись без антенны, устройствам данного типа в этой главе уделено значительное внимание — в частности, методам передачи с использованием нескольких антенн на передающей и принимающей сторонах, так называемым технологиям MIMO. В данной главе рассматриваются технологии кодирования расширенного спектра FHSS, DSSS, CDMA и OFDM, которые были разработаны специально для беспроводной передачи.
Содержание второй главы сфокусировано на беспроводных локальных сетях Wi-Fi (IEEE 802.11), которые в секторе фиксированного беспроводного доступа к Интернету заняли такую же доминирующую позицию, что и сети Ethernet в локальных сетях. Глава, завершающая эту часть, посвящена мобильным сотовым сетям. Эта тема не изучалась в предыдущих изданиях из-за того, что мобильные сети были преимущественно телефонными. Полный переход мобильных сетей LTE (4G) на протоколы стека TCP/IP, которые стали использоваться и для установления телефонных звонков, и для доступа в Интернет, изменил эту ситуацию. В главе рассматриваются эволюция технологий мобильных сетей различных поколений, мобильные версии протоколов IPv4 и IPv6, основные принципы построения сетей LTE; дан обзор архитектуры сетей 5G, которые намерены вобрать в себя самые последние достижения компьютерных сетей и стать основным типом сетей доступа для интернета вещей.
Описание протокола IPv6 значительно переработано и расширено — теперь этому протоколу посвящена отдельная глава. Распространение IPv6 неуклонно растет, и более глубокое понимание этого протокола стало важным для современного сетевого специалиста.
За последние годы утвердилась концепция программируемых компьютерных сетей, поэтому в книгу добавлены разделы, описывающие технологии программно определяемых сетей SDN и виртуализации сетевых функций NFV.
Полностью переработана часть, посвященная технологиям первичных сетей SDH, OTN и DWDM.
И наконец, значительно увеличилось количество вопросов и задач.
Отрывок. Беспроводные линии связи. Диапазоны электромагнитного спектра
Характеристики беспроводной линии связи — расстояние между узлами, территория охвата, скорость передачи информации и т. п. — во многом зависят от частоты используемого электромагнитного сигнала. На рис. 21.2 показаны диапазоны электромагнитного спектра. Обобщая, можно сказать, что они и соответствующие им беспроводные системы передачи информации делятся на четыре группы.
- Диапазон до 300 ГГц имеет общее стандартное название — радиодиапазон. Союз ITU разделил его на несколько поддиапазонов (они показаны на рисунке), начиная от сверхнизких частот (Extremely Low Frequency, ELF) и заканчивая сверхвысокими (Extra High Frequency, EHF). Привычные для нас радиостанции работают в диапазоне от 20 кГц до 300 МГц, и для этих диапазонов существует хотя и не определенное в стандартах, однако часто используемое название «широковещательное радио». Сюда попадают, в частности, низкоскоростные системы AM- и FM-диапазонов, предназначенные для передачи данных со скоростями от нескольких десятков до сотен килобит в секунду. Примером могут служить радиомодемы, которые соединяют два сегмента локальной сети на скоростях 2400, 9600 или 19 200 Кбит/с.
- Несколько диапазонов от 300 МГц до 3000 ГГц имеют также нестандартное название микроволновых диапазонов. Микроволновые системы представляют наиболее широкий класс систем, объединяющий радиорелейные линии связи, спутниковые каналы, беспроводные локальные сети и системы фиксированного беспроводного доступа, называемые также системами беспроводных абонентских окончаний (Wireless Local Loop, WLL).
- Выше микроволновых диапазонов располагается инфракрасный диапазон. Микроволновые и инфракрасный диапазоны также широко используются для беспроводной передачи информации. Так как инфракрасное излучение не может проникать через стены, системы инфракрасных волн служат для образования небольших сегментов локальных сетей в пределах одного помещения.
- В последние годы видимый свет тоже стал применяться для передачи информации (с помощью лазеров). Системы видимого света используются как высокоскоростная альтернатива микроволновым двухточечным каналам для организации доступа на небольших расстояниях.
Распространение электромагнитных волн
Прежде всего вспомним о нескольких важных физических явлениях, связанных с распространением волн вообще и электромагнитных волн в частности. На рис. 21.3 показано, что сигнал, встретившись с препятствием, может распространяться в соответствии с тремя механизмами: отражением, дифракцией и рассеянием. Когда сигнал встречается с препятствием, частично прозрачным для данной длины волны и в то же время имеющим размеры, намного превышающие длину волны, часть энергии сигнала отражается от этого препятствия. Если сигнал встречает непроницаемое для него препятствие (например, металлическую пластину) намного большего размера, чем длина волны, то происходит дифракция — препятствие как бы огибается сигналом, что позволяет получить его, даже не находясь в зоне прямой видимости. И наконец, при встрече с препятствием, размеры которого соизмеримы с длиной волны, сигнал рассеивается, распространяясь под различными углами.
Идеальной средой распространения электромагнитных волн является вакуум, однако в реальной жизни сигналы чаще передаются через атмосферу, которая является нестабильной и неоднородной средой, состоящей из многих слоев, обладающих разными проводящими свойствами. Свойства реальной передающей среды в сочетании с частотными характеристиками передаваемых сигналов определяют несколько основных способов распространения электромагнитных волн (рис. 21.4).
Земные, или поверхностные, волны распространяются вдоль земной поверхности. Следуя более-менее рельефу местности, они могут проходить большие расстояния, до нескольких сотен километров, далеко за линию видимого горизонта. Этот способ распространения волн характерен для электромагнитного излучения низкой частоты — до 2 МГц.
Электромагнитные волны этой частоты рассеиваются в атмосфере таким образом, что не проникают в верхние слои атмосферы. Самым известным примером земной волны является сигнал AM-радио из диапазона длинных волн. Основной причиной того, что волны следуют поверхности земли, является дифракция. В данном случае непроницаемым препятствием намного большего размера, чем длина волны, является выпуклость земли. Способность волны огибать препятствие зависит от соотношения длины волны и размера препятствия; чем меньше это отношение, тем слабее проявляется дифракция. Отсюда понятно, что для электромагнитных сигналов высокой частоты эффектом дифракции можно пренебречь.
Ионосферные (пространственные) волны характерны для сигналов средних и высоких частот от 2 до 30 МГц. Сигналы, излучаемые базирующейся на земле антенной, отражаются ионосферой (менее плотным ионизированным верхним слоем атмосферы) на землю, и потому могут распространяться далеко за видимый горизонт, на расстояния, даже большие, чем поверхностные волны. При достаточной мощности передатчика радиоволны этих диапазонов за счет многократного отражения от ионосферы могут даже обогнуть земной шар. Ионосферные волны широко используются в радиовещании и в особенности международном радиовещании — например, такими компаниями, как Би-би-си (BBC Radio World Service).
Прямые волны, или волны прямой видимости, как это следует из их названия, распространяются только по прямой, от передатчика к приемнику. При этом последние могут быть расположены как на земле, так и в космосе. Такой тип распространения волн свойственен электромагнитным сигналам с частотой выше 30 МГц — они не могут ни отражаться ионосферой, ни огибать выпуклости Земли. При частоте свыше 4 ГГц их подстерегает неприятность: они начинают поглощаться водой, а это означает, что не только дождь, но и туман могут стать причиной резкого ухудшения качества передачи микроволновых систем. Инфракрасный и видимый свет могут быть переданы только вдоль прямой видимости, так как они не проходят через стены.
Тропосферные волны могут порождаться излучением очень высокой и ультравысокой частоты (30 МГц — 3 ГГц). Как было сказано выше, электромагнитные сигналы из этого диапазона не могут отражаться ионосферой. Однако они способны распространяться путем преломления и рассеяния на неоднородностях тропосферы — ближайшем к земле слое атмосферы. Тропосферные неоднородности — это области пространства, воздух в которых в некоторые моменты времени имеет температуру, давление и влажность, отличающиеся от средних для окружающей среды значений. Тропосферные волны позволяют передавать сигнал, хотя и весьма слабый, на расстояние до 1000 км.
Чем выше несущая частота, тем выше возможная скорость передачи информации. Потребность в скоростной передаче информации является превалирующей, поэтому все современные системы беспроводной передачи информации работают в высокочастотных диапазонах, начиная с 800 МГц, несмотря на преимущества, которые сулят низкочастотные диапазоны благодаря распространению сигнала вдоль поверхности земли или отражения от ионосферы.
Борьба с искажениями сигнала в беспроводных линиях связи
Отказ от проводов и обретение мобильности приводит к высокому уровню помех в беспроводных линиях связи. Если интенсивность битовых ошибок (BER) в проводных линиях связи равна то в беспроводных линиях связи она достигает величины В городских условиях в диапазоне частот полезного сигнала обычно имеется большое количество помех, например от систем зажигания автомобилей, от различных бытовых приборов.
В результате дифракции, отражения и рассеяния электромагнитных волн, которые повсеместно встречаются при беспроводной связи в городе, приемник может получить несколько реплик одного и того же сигнала, прошедших к приемнику разными путями. Такой эффект называется многолучевым распространением сигнала (multipath signal propagation). При каждом отражении сигнал может изменять фазу, амплитуду и угол прибытия на приемник. Результат многолучевого распространения сигнала часто оказывается отрицательным, поскольку сигналы могут прийти в противофазе и подавить основной сигнал.
Так как время распространения сигнала вдоль различных путей является в общем случае различным, то может также наблюдаться межсимвольная интерференция — ситуация, когда в результате задержки сигналы, кодирующие соседние биты данных, доходят до приемника в течение интервала времени, отведенного для приема одного символа. Сигнал, полученный в результате наложения соседних сигналов, приемник может декодировать неверно.
Искажения из-за многолучевого распространения приводят к ослаблению сигнала — этот эффект называется многолучевым замиранием (fading). Известно, что при распространении электромагнитных волн в свободном пространстве (без отражений) затухание мощности сигнала пропорционально произведению квадрата расстояния от источника сигнала на квадрат частоты сигнала. В городах многолучевое замирание приводит к тому, что ослабление сигнала становится пропорциональным не квадрату расстояния, а его кубу или даже четвертой степени!
Проблема высокого уровня помех беспроводных каналов решается различными способами. Важную роль играют рассматриваемые далее технологии широкополосного сигнала. Эти технологии основаны на распределении энергии сигнала в широком диапазоне частот, так что узкополосные помехи не оказывают существенного влияния на сигнал в целом. Для распознавания сигнала, искаженного из-за его многолучевого распространения, применяются различные способы обработки, компенсирующие межсимвольную интерференцию. Одним из них является адаптивное выравнивание сигнала (adaptive equalizing, рис. 21.5).
Идея заключается в суммировании сигнала, измеренного через равные промежутки времени Δt в течение одного такта передачи символа кода. Перед суммированием значения сигнала умножаются на свой весовой коэффициент Ci. Значение сигнала, полученного после суммирования и называемого выровненным сигналом, считается значением бита переданного кода в данном такте.
Выбор веса выполняется адаптивно, с использованием заранее известного двоичного кода, называемого тренировочной последовательностью. Передатчик вставляет эту последовательность после каждого блока пользовательских данных определенной длины. Приемник применяет к тренировочной последовательности тот же алгоритм выравнивания, что и к пользовательским данным, сравнивает значение полученной последовательности бит с ожидаемой тренировочной последовательностью; если они отличаются, то вычисляются новые значения весовых коэффициентов.
Большую роль играет и применение самокорректирующихся кодов FEC. Радиосвязь всегда была пионером этой техники — частота возникновения битовых ошибок здесь гораздо выше, чем в проводной передаче денных. Еще одним приемом является применение протоколов с установлением соединения и повторными передачами кадров на канальном уровне стека протоколов. Эти протоколы позволяют быстрее корректировать ошибки, так как работают с меньшими значениями тайм-аутов, чем корректирующие протоколы транспортного уровня, такие как TCP. И наконец, передатчики сигнала (и приемники, если это возможно) стараются разместить на высоких башнях (мачтах), чтобы избежать многократных отражений.
Лицензирование
Проблема разделения электромагнитного спектра между потребителями требует централизованного регулирования. В каждой стране есть специальный государственный орган, который (в соответствии с рекомендациями ITU) выдает лицензии операторам связи на использование определенной части спектра, достаточной для передачи информации по определенной технологии. Лицензия выдается на определенную территорию, в пределах которой оператор задействует закрепленный за ним диапазон частот монопольно.
Существуют также три частотных диапазона, 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые рекомендованы ITU как диапазоны для международного использования без лицензирования. Эти диапазоны выделены промышленным товарам беспроводной связи общего назначения, например устройствам блокирования дверей автомобилей, научным и медицинским приборам. В соответствии с назначением эти диапазоны получили название ISM-диапазонов (Industrial, Scientific, Medical — промышленность, наука, медицина). Диапазон 900 МГц является наиболее «населенным», поскольку низкочастотная техника всегда стоила дешевле. Сегодня активно осваивается диапазон 2,4 ГГц, например, в технологиях IEEE 802.11 и Bluetooth. Сети 5G будут работать в различных диапазонах частот, в том числе и в высокочастотных диапазонах 26 –29 ГГц. Обязательным условием использования этих диапазонов на совместной основе является ограничение максимальной мощности передаваемых сигналов уровнем 1 Ватт. Это условие сокращает радиус действия устройств, чтобы их сигналы не стали помехами для других пользователей, которые, возможно, задействуют тот же диапазон частот в других районах города.
» Более подробно с книгой можно ознакомиться на сайте издательства
» Оглавление
» Отрывок
Для Хаброжителей скидка 25% по купону — Олифер
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Юбилейное издание
Это издание в некотором смысле особенное — прошло ровно 20 лет с момента выхода книги в свет. 20 лет — это не маленький срок, за это время дети наших первых читателей подросли и, возможно, стали интересоваться компьютерными сетями. И, возможно, у них в руках окажется 6-е издание книги «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы». Эта книга значительно отличается от той, которую читали их родители. Многое из того, что интересовало читателей конца 90-х годов — например, правило 4-х хабов, согласование сетей IP и IPX или сравнение технологий 100VG-AnyLAN и FDDI — совсем не упоминается в последних изданиях. За 20 лет немало технологий прошли полный цикл от модного термина и всеобщего признания к практически полному забвению. Каждое новое издание книги в той или иной мере отражало изменения ландшафта сетевых технологий.Не является исключением и данное издание — оно значительно переработано, около трети материала представляет собой или совсем новую информацию, или существенно переработанное изложение тем. Например, в книге появилась новая часть «Беспроводные сети», полностью переработана часть, посвященная технологиям первичных сетей SDH, OTN и DWDM.Книга переведена на английский, испанский, китайский и португальский языки.Издание предназначено для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотели бы получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника» и по специальностям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем».
Пока нет отзывов
Компьютерные сети [Принципы, технологии, протоколы. 5-е издание]
| ||||||||||||||||||||||||||
компьютерных сетей — 6-е издание
перейти к содержанию
О Эльзевире
О нас
Elsevier Connect
Карьера
Продукты и решения
Решения НИОКР
Клинические решения
Исследовательские платформы
Исследовательский интеллект
Образование
Все решения
Сервисы
Авторы
Редакторы
Рецензенты
.
PPT — Основы компьютерных сетей PowerPoint Presentation, скачать бесплатно
Основы компьютерных сетей Обзор компьютерных сетей, в котором представлены многие ключевые концепции и терминология. Готовит почву для будущих тем.
Компоненты любого компьютера Клавиатура, мышь Процессор компьютера (активный) Устройства Память (пассивная) (где программы и данные находятся в режиме реального времени во время работы) Управление вводом («мозг») Диск, сеть выходных данных («мускулы») Дисплей , Принтер
Устройства связи • Синхронная связь использует тактовый сигнал, отдельный от сигнала данных — коммуникация может происходить только во время «тика» временного цикла • Асинхронная связь не использует тактовый сигнал — скорее, она использует стартовый и стоповый бит для начала и завершения нерегулярной передачи данных
Подключение к сетям (и другим вводам / выводам) • Шина — общая среда связи, которая может подключаться ко многим устройствам • Иерархия шин в ПК
Операционные системы
Операционные системы, разработанные для портативных устройств
network edg e: приложения и хосты ядро сети: маршрутизаторы сеть сетей Более пристальный взгляд на структуру сети:
Общая архитектура компьютерных сетей
сетка взаимосвязанных маршрутизаторов фундаментальный вопрос: как данные передаются через сеть? коммутация каналов: выделенный канал на вызов: телефонная сеть. Коммутация пакетов: данные передаются по сети дискретными «порциями» Ядро сети
Соединение сетей
a) b) c) d) Сеть Топология a) шина, b) звезда, c) кольцо, d) древовидная структура
Классификация сетей в соответствии с установкой соединения • Сеть с коммутацией линий • Сеть с коммутацией пакетов • Системы излучения / распространения данных • Point-to сети с подключением к точкам
Проводная среда • Телефонная линия • Тонкий коаксиальный кабель • Толстый коаксиальный кабель • Неэкранированная витая пара (UTP) • Экранированная витая пара (STP) • Волоконно
(данные) Надежность • Сеть услуга (данных) надежна, если приложение-отправитель может полагаться на безошибочную и упорядоченную доставку данных к месту назначения • В Интернете надежность может быть достигнута в основном за счет подтверждений и r etransmission • Таким образом можно восстановить потери в нижележащих слоях
Управление потоком и предотвращение перегрузки • Управление потоком: для защиты приемника от перегрузки • I.д .: отправитель (источник) отправляет больше данных, чем может обработать получатель • это в основном необходимо на уровне связи и транспорта • предотвращение перегрузки: для предотвращения перегрузки промежуточных узлов • в основном необходимо на уровне сети
Перегрузка и перегрузка • Перегрузка: в подсети одновременно возникает слишком много пакетов, которые мешают друг другу, и таким образом снижается пропускная способность. • Перегрузка: очереди в маршрутизаторах слишком длинные, буферы переполнены.• Как следствие, некоторые пакеты отбрасываются, если буферы маршрутизаторов перегружены • В крайнем случае: блокировка сети, блокировка
Тупик • Тупик: самая серьезная ситуация перегрузки, маршрутизаторы ждут друг друга • Тупик прямого сохранения и пересылки: буферы двух соседних маршрутизаторов заполнены пакетами, которые должны быть отправлены другому маршрутизатору • Непрямая взаимоблокировка с сохранением и пересылкой: взаимоблокировка возникла не между двумя соседними маршрутизаторами, а в подсети, где любой из маршрутизаторы не имеют свободного места в буфере для приема пакетов
Обзор: Сетевые определения • Сеть: физическое соединение, которое позволяет двум компьютерам обмениваться данными • Пакет: единица передачи, биты, передаваемые по сети • Сеть передает пакеты от центрального процессора к другому • Пункт назначения получает прерывание, когда приходит пакет • Протокол: соглашение между двумя сторонами относительно того, как информация должна быть передана • Широковещательная сеть: Общая среда связи • Доставка: как получатель узнает, для кого предназначен пакет? • Поместите заголовок перед пакетом: [Назначение | Packet] • Каждый получает пакет, отбрасывает его, если не цель • Арбитраж: Согласование использования совместно используемой среды • Сеть точка-точка: сеть, в которой каждый физический провод подключен только к двум компьютерам • Коммутатор: мост, который преобразует конфигурация с разделяемой шиной (широковещательная передача) в сеть точка-точка • Маршрутизатор: устройство, которое действует как соединение между двумя сетями для передачи пакетов данных между ними
Необходимость архитектуры протокола • Процедуры для обмен данными между устройствами может быть сложным • Требуется высокая степень взаимодействия между системами связи • адрес назначения, путь • готовность к приему • форматы файлов, структура данных • способ отправки / получения и подтверждения команд • и т. д.
Многоуровневая архитектура протокола • Модули, расположенные в вертикальном стеке • Каждый уровень в стеке: • Выполняет связанные функции • Опирается на нижний уровень для более примитивных функций • Предоставляет услуги следующему более высокому уровню • Обменивается данными с соответствующим одноранговым уровнем соседнего система, использующая протокол
Сетевой уровень • Уровни: построение сложных сервисов из более простых • Каждый уровень предоставляет услуги, необходимые для более высоких уровней, используя услуги, предоставляемые нижними уровнями • Физический / канальный уровень довольно ограничен • Пакеты имеют ограниченный размер (так называемый «Максимальный блок передачи или MTU: часто размер 200-1500 байтов). • Маршрутизация ограничена физическим каналом (проводом) или, возможно, через коммутатор. • Наша цель в следующем — показать, как построить безопасная, упорядоченная служба сообщений с маршрутизацией куда угодно:
Ключевые особенности протокола • Набор правил или соглашений для исключения изменять блоки форматированных данных • Синтаксис: формат данных • Семантика: управляющая информация (координация, обработка ошибок) • Время: согласование скорости, последовательность • Действия: что происходит при возникновении события
Работа протоколов
Модель OSI • Физический уровень • Канальный уровень (данных) • Сетевой уровень • Транспортный уровень • Сеансовый уровень • Уровень представления • Уровень приложений
Физический уровень • Передача энергии в среду • Сбор энергии из среда • Этот уровень связан с физической передачей необработанных битов • Эти биты передаются через механические, электрические и процедурные интерфейсы, которые включают • стандарт интерфейсной карты • стандарты модема • определенные части стандартов ISDN и LAN MAN
Канальный уровень (данных) • Передача кадров по одному каналу или сети • Часто подразделяется на MAC и LLC • Он принимает биты с физического уровня, преобразуя биты в кадры • границы кадра • Используя протоколы (например,г. HDLC), этот уровень исправляет ошибки, которые могли возникнуть во время передачи по каналу. • Кроме того, этот уровень обеспечивает «безошибочный» канал передачи на следующий уровень, известный как сетевой уровень: контроль ошибок • ARQ • дублирует • Управление потоком
Сетевой уровень I • Предыдущие два уровня были связаны с получением безошибочных данных по каналу • Сетевой уровень устанавливает соединения между узлами, маршрутизирует пакеты данных по сети и учитывает их • Сквозной передача пакетов (возможно, по нескольким каналам) • Управляет работой подсети • Маршрутизация • статическая • динамическая • Контроль перегрузки • На этом этапе может быть перегрузка из-за большого количества пакетов, ожидающих маршрутизации • Некоторые пакеты могут быть потеряны во время перегрузки
Сетевой уровень II • Учет • пакеты • байты • и т. Д.• Межсетевое взаимодействие • Этот уровень также связан с межсетевым взаимодействием, где существует «разговор» между технологиями, такими как традиционный Интернет, подключенный к ATM • сегментация • адресация • последовательность • учет • широковещательные подсети: тонкий сетевой уровень
Транспортный уровень I • Этот уровень предполагает возможность прохождения через сеть и предоставляет конечным пользователям дополнительные услуги, такие как надежность передачи и пакетов • Сквозная доставка полного сообщения (сквозной канал связи, обычно надежный) • Изоляция от «оборудования» • Мультиплексирование / демультиплексирование • Разделение сообщения на пакеты • Повторная сборка (возможно, неправильные пакеты) в исходное сообщение удаленного конца
Транспортный уровень II • Сквозной управление потоком • Подтверждения • Типы услуг • Безошибочная, двухточечная, последовательная, с контролем потока • Нет гарантий правильности • Нет последовательности • Установление / завершение соединения s • именование / адресация • внутрихостовая адресация (процесс, порты)
Сеансовый уровень • Этот уровень позволяет пользователям устанавливать сеансы в сети между машинами • Кроме того, он предлагает услуги управления сеансами • Настройка и управление непрерывного диалога • Установление и завершение сеансов • Расширенный набор соединений • Назначение логических портов • Контроль диалога • Управление токенами • для критических операций • Синхронизация • контрольные точки / перезапуски
Уровень представления • Этот уровень касается с синтаксисом и семантикой сообщений, преобразованием кода между машинами и другими службами преобразования данных • Некоторые из этих служб представляют собой сжатие и шифрование данных • Интерфейс между нижними уровнями и приложением • Форматирование • Синтаксис и семантика сообщений • Кодирование данных (например,g .: ASCII в EBCDIC) • Сжатие • Шифрование / дешифрование • Аутентификация
Уровень приложений • Этот уровень обеспечивает поддержку сетевых приложений пользователя • Некоторые службы уровня приложений стандартизированы, например: • Передача файлов и управление ими ( FTAM) • Службы обработки сообщений для электронной почты (X.400) • Службы каталогов (X.500) • Электронный обмен данными (EDI) • Программа, которую вы запускаете, приложения • передача файлов, доступ и управление • электронная почта • виртуальная терминалы • WWW
Стек протоколов OSI
Работа модели
Имена узлов, соединений и блоков данных
• Связь между уровнями ориентированная сетевая служба (виртуальные каналы, например.ATM) • Надежная транспортная служба • Ненадежная транспортная служба • Сетевая служба без установления соединения (служба дейтаграмм, например, IP) • Надежная транспортная служба (например, TCP) • Ненадежная транспортная служба (например, UDP)
Сетевые инструменты • Повторитель : логически соединяет сетевые сегменты в одну сеть • Концентратор: многопортовый ретранслятор • Мост: соединение двух сетей на уровне канала передачи данных • Коммутатор: многопортовый мост • Маршрутизатор: соединяет сети, совместимые на транспортном уровне • подсети подключаются к интерфейсам ретранслятора • Шлюз (прокси-сервер): маршрутизатор между двумя отдельными сетями.«Выход»
Устройства физического уровня • Повторитель • Концентратор • «тупой» • концентратор уровня 1 • многопортовый повторитель
Устройства канального уровня • Мост • Каскадное соединение против магистрали • Один • Несколько • Коммутатор (коммутируемый концентратор)
Маршрутизаторы • Обеспечивают связь между сетями • Учет сетевых различий: • Схемы адресации • Максимальные размеры пакетов • Аппаратные и программные интерфейсы • Надежность сети • Управление перегрузкой / трафиком
Устройства сетевого подключения
Архитектурная реализация локальных сетей • Ethernet (IEEE 802.3) • FDDI • Gigabit Ethernet • Token Bus (IEEE 802.4) • Token Ring (IEEE 802.5)
Характеристики высокоскоростных локальных сетей
Подключения глобальной сети • Решения для подключения локальных сетей к Интернет • Ethernet (кольцевая или звездообразная топология) • Сеть с управляемыми выделенными линиями (MLLN) • ATM (режим асинхронной передачи) • Коммутируемая линия • Линия ISDN
Мягкое и жесткое состояния • Состояние: сбор данных, которые необходимы для поддержания соединения между двумя сущностями протокола • Жесткое состояние • Если соединение установлено один раз, тайм-аут никогда не истекает, даже если он не используется • Чтобы отменить соединение, один из участников соединения должен явно закрыть его • история состояния сохраняется • Мягкое состояние • Чтобы поддерживать соединение, участники должны время от времени отправлять сообщения keep-alive, так как без сообщения keep-alive информация о состоянии истекает по истечении определенного времени iod • Состояние называется «мягким», так как при обычной работе состояние может легко измениться • История состояния не сохраняется
Отлично подходит для пакетных данных Совместное использование ресурсов без установки вызова (меньше задержки запуска ) Однако… Пакеты могут испытывать задержки, поэтому не для приложений «реального времени» чрезмерная перегрузка приводит к задержке пакетов, и для надежной передачи данных и контроля перегрузки необходимы протоколы потери (например, TCP). В каждом случае лучше ли коммутация пакетов? Коммутация пакетов и коммутация каналов
Маршрутизатор Маршрутизатор LW1 LR1 LW2 LR2 Lw3 Рекомендации по производительности • Прежде чем продолжить, необходимы некоторые показатели производительности • Накладные расходы: время ЦП для передачи пакета по сети • Пропускная способность: максимальное количество байтов в секунду • Зависит от «Скорость передачи данных», но также ограничена самым медленным маршрутизатором (задержка маршрутизации) или перегрузкой на маршрутизаторах • Задержка: время до прибытия первого бита пакета в приемник • Исходное время передачи + накладные расходы на каждом участке маршрутизации • Вклад в задержку • Задержка передачи: зависит от скорости света на проводе • примерно 1–1.5 нс / фут • Задержка маршрутизатора: зависит от внутренних компонентов маршрутизатора • Может быть <1 мс (для хорошего маршрутизатора)
пакетов испытывают задержку на сквозном пути четыре источника задержки на каждом переходе Узловая обработка: проверить ошибки битов определить выходной канал Очередь: время ожидания на выходном канале для передачи зависит от уровня перегрузки передачи маршрутизатора A Распространение B постановка в очередь узловой обработки Задержка в сетях с коммутацией пакетов
Задержка передачи: R = пропускная способность канала (бит / с) L = длина пакета (биты) время для отправки битов в канал = L / R Задержка распространения: d = длина физического канала s = скорость распространения в среде (~ 2×108 м / с) задержка распространения = передача d / с A распространение B узловое обработка очереди Задержка в сетях с коммутацией пакетов
Загрузить еще….
компьютерных сетей — 5-е издание
перейти к содержанию
О Эльзевире
О нас
Elsevier Connect
Карьера
Продукты и решения
Решения НИОКР
Клинические решения
Исследовательские платформы
Исследовательский интеллект
Образование
Все решения
Сервисы
Авторы
Редакторы
Рецензенты
.
компьютерных сетей — 4-е издание
перейти к содержанию
О Эльзевире
О нас
Elsevier Connect
Карьера
Продукты и решения
Решения НИОКР
Клинические решения
Исследовательские платформы
Исследовательский интеллект
Образование
Все решения
Сервисы
Авторы
Редакторы
Рецензенты
.