Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 638907)
Контекстум
Электро-2024

Коммуникационные сети: краткое введение (5000,00 руб.)

0   0
Первый авторВальран
АвторыПарех Ш.
ИздательствоМ.: ДМК Пресс
Страниц270
ID836107
АннотацияЭта книга посвящена основным принципам, лежащим в основе проектирования и функционирования интернета. В ней дается целостное описание этой критически важной, но сложной инфраструктуры, и четко и ясно объясняются основные идеи, не скрываясь за несущественными деталями реализации. Издание предназначено ИТ­специалистам, студентам, преподавателям, а также может быть полезно широкому кругу читателей.
ISBN978-5-97060-967-5
Вальран, Ж. Коммуникационные сети: краткое введение / Ш. Парех; Ж. Вальран .— Москва : ДМК Пресс, 2023 .— 270 с. — ISBN 978-5-97060-967-5 .— URL: https://rucont.ru/efd/836107 (дата обращения: 14.06.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Коммуникационные_сети_краткое_введение.pdf
Стр.5
Стр.6
Стр.7
Стр.8
Стр.9
Стр.10
Стр.11
Коммуникационные_сети_краткое_введение.pdf
УДК 004.7 ББК 32.971.35 В15 В15 Жан Вальран, Шьям Парех Коммуникационные сети: краткое введение / пер. с англ. К. В. Петровичевой – М.: ДМК Пресс, 2023. – 268 с.: ил. ISBN 978-5-97060-967-5 Эта книга посвящена основным принципам, лежащим в основе проектирования и функционирования интернета. В ней дается целостное описа ние этой критически важной, но сложной инфраструктуры и четко и ясно объясняются основные идеи, не скрываясь за несущественными деталями реализации. Издание предназначено ИТ­специалистам, студентам, преподавателям, а также может быть полезно широкому кругу читателей. Copyright ©2018 Morgan and Claypool Publishers. All Rights Reserved Morgan and Claypool Publishers. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. ISBN 978­1­62705­887­2 (англ.) Copyright © Morgan and Claypool Publishers, 2018 ISBN 978­5­97060­967­5 (рус.) © Оформление, перевод на русский язык, издание, ДМК Пресс, 2023
Стр.5
Оглавление Предисловие от издательства ...........................................................11 Отзывы ................................................................................................12 Аннотация ко второму изданию ......................................................14 Предисловие .......................................................................................15 Глава 1. Интернет ...............................................................................17 1.1. Основные операции ...................................................................................17 1.1.1. Хосты, маршрутизаторы, каналы связи ...................................................... 17 1.1.2. Коммутация пакетов .................................................................................... 18 1.1.3. Адресация ...................................................................................................... 19 1.1.4. Маршрутизация ............................................................................................ 19 1.1.5. Обнаружение ошибок ................................................................................... 21 1.1.6. Повторная передача ошибочных пакетов .................................................. 22 1.1.7. Управление перегрузками ............................................................................ 22 1.1.8. Управление потоком..................................................................................... 23 1.2. DNS, HTTP и www .......................................................................................23 1.2.1. DNS ................................................................................................................. 23 1.2.2. HTTP и www................................................................................................... 23 1.3. Краткое изложение ....................................................................................24 1.4. Задачи .........................................................................................................24 1.5. Ссылки ........................................................................................................25 Глава 2. Принципы .............................................................................26 2.1. Совместное использование .......................................................................26 2.2. Метрики ......................................................................................................27 2.2.1. Скорость канала связи .................................................................................. 28 2.2.2. Широкополосный канал и его производительность .................................. 28 2.2.3. Задержка ........................................................................................................ 29 2.2.4. Пропускная способность .............................................................................. 30 2.2.5. Джиттер ......................................................................................................... 32 2.2.6. Очередь М/М/1 .............................................................................................. 33 2.2.7. Закон Литтла .................................................................................................. 35 2.2.8. Fairness, или индексы справедливости в сети ............................................ 37 2.3. Масштабируемость ....................................................................................38 2.3.1. Адресация на основе местоположения ....................................................... 38 2.3.2. Двухуровневая маршрутизация .................................................................. 39 2.3.3. Негарантированная доставка ...................................................................... 40 2.3.4. Сквозной (end-to-end ) принцип и маршрутизаторы stateless ................. 41 2.3.5. Иерархическое именование ......................................................................... 42 2.4. Приложения и технологическая независимость .....................................42 2.4.1. Уровни модели OSI ....................................................................................... 43 2.5. Топология приложений .............................................................................44 2.5.1. Клиент/сервер ............................................................................................... 44 2.5.2. P2P ................................................................................................................. 45
Стр.6
6  Оглавление 2.5.3. Облачные вычисления ................................................................................. 45 2.5.4. Распределение контента .............................................................................. 46 2.5.5. multicast/anycast ........................................................................................... 46 2.5.6. push/pull ........................................................................................................ 46 2.5.7. Подбор контента по местоположению ........................................................ 47 2.6. Резюме ........................................................................................................47 2.7. Задачи .........................................................................................................47 2.8. Ссылки ........................................................................................................51 Глава 3. Ethernet .................................................................................52 3.1. Типовая установка .....................................................................................52 3.2. История Ethernet ........................................................................................52 3.2.1. Сеть Aloha (Alohanet) .................................................................................... 53 3.2.2. Кабельная сеть Ethernet ................................................................................ 54 3.2.3. Хаб Ethernet ................................................................................................... 56 3.2.4. Коммутируемый Ethernet ............................................................................. 57 3.3. Адреса .........................................................................................................57 3.4. Кадр .............................................................................................................57 3.5. Физический уровень ..................................................................................58 3.6. Коммутируемый Ethernet ..........................................................................59 3.6.1. Пример .......................................................................................................... 59 3.6.2. Обучение (learning) ....................................................................................... 59 3.6.3. Протокол spanning tree ................................................................................. 60 3.7. Aloha ............................................................................................................62 3.7.1. Версия с тайм-слотами ................................................................................. 62 3.8. Aloha без слотов .........................................................................................63 3.9. Хаб Ethernet ................................................................................................63 3.9.1. Максимальное время обнаружения коллизии ............................................ 63 3.10. Приложение: теория вероятности ..........................................................65 3.10.1. Вероятность ................................................................................................. 65 3.10.2. Аддитивность эксклюзивных событий ..................................................... 65 3.10.3. Независимые события ................................................................................ 66 3.10.4. Слотовая Aloha ............................................................................................ 67 3.10.5. Неслотовая Aloha ........................................................................................ 67 3.10.6. Ожидание успеха ........................................................................................ 69 3.10.7. Хаб Ethernet ................................................................................................. 69 3.11. Резюме ......................................................................................................70 3.12. Задачи .......................................................................................................70 3.13. Ссылки ......................................................................................................73 Глава 4. Wi-Fi.......................................................................................74 4.1. Основные операции ...................................................................................74 4.2. Управление доступом к среде (MAC) ........................................................75 4.2.1. Протокол MAC ............................................................................................... 75 4.2.2. Усовершенствования для доступа к среде передачи .................................. 78 4.2.3. MAC-адреса ................................................................................................... 79 4.3. Физический уровень ..................................................................................80 4.4. Анализ эффективности протокола MAC ...................................................81
Стр.7
Оглавление  7 4.4.1. Одно устройство ........................................................................................... 81 4.4.2. Несколько устройств ..................................................................................... 82 4.5. Последние достижения ..............................................................................87 4.5.1. IEEE 802.11n – введение MIMO в Wi-Fi ........................................................ 87 4.5.2. IEEE 802.11ad – Wi-Fi в миллиметровом диапазоне .................................. 88 4.5.3. IEEE 802.11ac – введение MU-MIMO в Wi-Fi ............................................... 88 4.5.4. IEEE 802.11ah – Wi-Fi для IoT и M2M ........................................................... 89 4.5.5. Одноранговая Wi-Fi ...................................................................................... 90 4.6. Приложение: цепи Маркова ......................................................................91 4.7. Резюме.........................................................................................................94 4.8. Задачи .........................................................................................................95 4.9. Ссылки ........................................................................................................97 Глава 5. Маршрутизация ...................................................................98 5.1. Домены и двухуровневая маршрутизация ...............................................98 5.1.1. Масштабируемость ....................................................................................... 99 5.1.2. Транзит и пиринг .......................................................................................... 99 5.2. Междоменная маршрутизация ............................................................... 100 5.2.1. Алгоритм вектора пути .............................................................................. 101 5.2.2. Возможные колебания................................................................................ 102 5.2.3. Мультивыходные дискриминаторы .......................................................... 103 5.3. Внутридоменная маршрутизация по кратчайшему пути ..................... 103 5.3.1. Алгоритм Дейкстры и состояние связи ..................................................... 103 5.3.2. Алгоритм Беллмана–Форда и вектор расстояния .................................... 105 5.4. Anycast, multicast ...................................................................................... 107 5.4.1. Anycast ......................................................................................................... 108 5.4.2. Multicast ....................................................................................................... 108 5.4.3. Прямая коррекция ошибок (FEC) .............................................................. 109 5.4.4. Сетевое кодирование .................................................................................. 111 5.5. Сети ad hoc ................................................................................................ 113 5.5.1. AODV ............................................................................................................ 113 5.5.2. OLSR ............................................................................................................. 114 5.5.3. Муравьиная маршрутизация ..................................................................... 114 5.5.4. Географическая маршрутизация ............................................................... 114 5.5.5. Маршрутизация обратного давления ....................................................... 114 5.6. Резюме ...................................................................................................... 114 5.7. Задачи ....................................................................................................... 115 5.8. Ссылки ...................................................................................................... 118 Глава 6. Работа в сети Интернет ..................................................... 119 6.1. Цель ........................................................................................................... 119 6.2. Основные компоненты: маска, шлюз, ARP ............................................ 120 6.2.1. Адреса и подсети ........................................................................................ 121 6.2.2. Шлюз ............................................................................................................ 121 6.2.3. DNS-сервер .................................................................................................. 122 6.2.4. ARP ............................................................................................................... 122 6.2.5. Конфигурация ............................................................................................. 122 6.3. Примеры ................................................................................................... 122 6.3.1. Одна и та же подсеть................................................................................... 123
Стр.8
8  Оглавление 6.3.2. Разные подсети ........................................................................................... 123 6.3.3. Поиск IP-адресов ........................................................................................ 124 6.3.4. Фрагментация ............................................................................................. 124 6.4. DHCP ......................................................................................................... 125 6.5. NAT ............................................................................................................ 125 6.6. Резюме ...................................................................................................... 127 6.7. Задачи ....................................................................................................... 127 6.8. Ссылки ...................................................................................................... 128 Глава 7. Транспорт ............................................................................ 129 7.1. Транспортные услуги ............................................................................... 129 7.2. Транспортный заголовок ......................................................................... 130 7.3. Состояния TCP .......................................................................................... 131 7.4. Контроль ошибок ...................................................................................... 132 7.4.1. Stop-and-wait ............................................................................................... 132 7.4.2. Go Back N ...................................................................................................... 133 7.4.3. Выборочные подтверждения ..................................................................... 134 7.4.4. Таймеры ....................................................................................................... 135 7.5. Управление перегрузками ....................................................................... 135 7.5.1. AIMD ............................................................................................................. 136 7.5.2. Усовершенствования: быстрая ретрансляция и быстрое восстановление ........................................................................................... 137 7.6. Управление потоком ................................................................................ 140 7.7. Альтернативные схемы управления перегрузками ............................... 141 7.8. Резюме ...................................................................................................... 142 7.9. Задачи ....................................................................................................... 143 7.10. Ссылки ..................................................................................................... 148 Глава 8. Модели ................................................................................ 149 8.1. Графы ........................................................................................................ 149 8.1.1. Max-flow, min-cut ........................................................................................ 150 8.1.2. Раскраска графа и протоколы MAC ........................................................... 151 8.2. Очереди .................................................................................................... 153 8.2.1. Очередь М/М/1 ............................................................................................ 154 8.2.2. Сети Джексона............................................................................................. 155 8.2.3. Очередь против коммуникационных сетей ............................................. 156 8.3. Роль уровней............................................................................................. 158 8.4. Управление перегрузками ....................................................................... 159 8.4.1. Справедливость против производительности .......................................... 159 8.4.2. Распределенное управление перегрузками.............................................. 162 8.4.3. И снова о TCP .............................................................................................. 165 8.5. Динамические маршрутизация и управление перегрузками .............. 167 8.6. Беспроводная связь .................................................................................. 169 8.7. Приложение: обоснование теоремы двойственности линейного программирования .................................................................................. 172 7.5.3. Регулировка производительности ............................................................. 138 7.5.4. Размер окна TCP .......................................................................................... 139 7.5.5. Терминология .............................................................................................. 140
Стр.9
Оглавление  9 8.8. Резюме ...................................................................................................... 173 8.9. Задачи ....................................................................................................... 174 8.10. Ссылки .................................................................................................... 177 Глава 9. LTE ........................................................................................ 179 9.1. Сотовая сеть .............................................................................................. 179 9.2. Технологическая эволюция ..................................................................... 182 9.3. Ключевые аспекты LTE ............................................................................ 183 9.3.1. Архитектура системы LTE .......................................................................... 185 9.3.2. Физический уровень ................................................................................... 187 9.3.3. Поддержка требований QоS ....................................................................... 190 9.3.4. Планировщик .............................................................................................. 190 9.4. LTE-Advanced ............................................................................................ 192 9.4.1. Агрегация несущих ..................................................................................... 193 9.4.2. Поддержка расширенного MIMO ............................................................... 193 9.4.3. Узлы ретрансляции (RN)............................................................................. 193 9.4.4. Координированная многоточечная работа (CoMP) .................................. 194 9.5. 5G ............................................................................................................... 195 9.6. Резюме ...................................................................................................... 196 9.7. Задачи ....................................................................................................... 196 9.8. Ссылки ...................................................................................................... 198 Глава 10. QOS ..................................................................................... 199 10.1. Обзор ....................................................................................................... 199 10.2. Формирование трафика ......................................................................... 200 10.2.1. Механизм leaky bucket .............................................................................. 200 10.2.2. Границы задержки .................................................................................... 201 10.3. Планирование ........................................................................................ 202 10.3.1. GPS ............................................................................................................. 202 10.3.2. WFQ ............................................................................................................ 204 10.4. Регулируемые потоки и WFQ ................................................................ 205 10.5. Сквозное QOS ......................................................................................... 206 10.6. Управление сквозным пропусканием .................................................. 207 10.7. Сетевой нейтралитет .............................................................................. 207 10.8. Резюме .................................................................................................... 208 10.9. Задачи ..................................................................................................... 208 10.10. Ссылки .................................................................................................. 210 Глава 11. Физический уровень сети ................................................ 211 11.1. Как передавать биты? ............................................................................ 211 11.2. Характеристики каналов связи ............................................................. 212 11.4. Оптические линии связи ....................................................................... 218 11.4.1. Работа оптоволокна .................................................................................. 218 11.4.2. Модуляция ООК ........................................................................................ 219 11.4.3. Мультиплексирование с разделением по длине волны ......................... 220 11.3. Проводные и беспроводные каналы связи .......................................... 213 11.3.1. Схемы модуляции: BPSK, QPSK, QAM ...................................................... 213 11.3.2. Межсотовые помехи и OFDM ................................................................... 216
Стр.10
10  Оглавление 11.4.4. Оптическая коммутация .......................................................................... 220 11.4.5. Пассивная оптическая сеть ...................................................................... 221 11.5. Резюме .................................................................................................... 222 11.6. Ссылки .................................................................................................... 223 Глава 12. Дополнительные темы .................................................... 224 12.1. Коммутаторы .......................................................................................... 224 12.1.1. Модульные коммутаторы ......................................................................... 224 12.1.2. Матричные коммутаторы каналов .......................................................... 227 12.2. Оверлейные сети .................................................................................... 229 12.2.1. Примеры сетей: CDN и P2P ...................................................................... 231 12.2.2. Маршрутизация в оверлейных сетях ....................................................... 232 12.3. Как работают популярные протоколы P2P ........................................... 232 12.3.1. Первое поколение: на базе сервер/клиент .............................................. 232 12.3.2. Второе поколение: централизованный каталог ..................................... 233 12.3.3. Третье поколение: полностью распределенный протокол .................... 233 12.3.4. Появление иерархического оверлея – суперузлов ................................. 233 12.3.5. Продвинутый распределенный совместный доступ к файлам: BitTorrent .................................................................................... 234 12.4. Сенсорные сети ...................................................................................... 235 12.4.1. Вопросы проектирования ........................................................................ 235 12.5. Распределенные приложения ............................................................... 238 12.5.1. Алгоритм маршрутизации Беллмана–Форда ......................................... 238 12.5.2. Регулировка мощности ............................................................................. 239 12.6. Византийское соглашение ..................................................................... 241 12.6.1. Соглашение при ненадежном канале связи ........................................... 241 12.6.2. Консенсус в присутствии противников ................................................... 242 12.7. Сжатие источника .................................................................................. 244 12.8. SDN и NFV ............................................................................................... 244 12.8.1. Архитектура SDN ...................................................................................... 245 12.8.2. Новые услуги, предоставляемые SDN...................................................... 246 12.8.4. Фреймворк управления для NFV ............................................................. 250 12.9. Интернет вещей (IoT) ............................................................................ 252 12.9.1. Парадигмы удаленных вычислений и хранения данных ...................... 252 12.10. Резюме .................................................................................................. 253 12.11. Задачи ................................................................................................... 254 12.12. Ссылки .................................................................................................. 256 Об авторах ......................................................................................... 258 Библиография................................................................................... 259 Предметный указатель .................................................................... 266
Стр.11

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
Периодика по подписке
Антиплагиат система Руконтекст