ISBN 978-5-9275-1691-9 Описаны базовые технологии локальных сетей Ethernet и Token Ring, 100-мегабитные технологии FDDI, Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN, технологии Gigabit Ethernet, 10, 40 и 100 Gigabit Ethernet, а также более скоростные и перспективные терабитные разработки. <...> ISBN 978-5-9275-1691-9 © Нужнов Е.В., 2015 © ЮФУ, 2015 3 ВВЕДЕНИЕ Во второй части учебного пособия рассмотрены базовые технологии локальных сетей (ЛС) Ethernet, Token Ring, 100-мегабитные технологии FDDI, Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN, современные технологии Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet, высокоскоростные технологии 40 Gigabit Ethernet и 100 Gigabit Ethernet, а также перспективные терабитные разработки. <...> Рассмотрены объединение сетей на основе протоколов сетевого уровня, принципы, протоколы и алгоритмы маршрутизации, реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP. <...> Особое внимание уделено вопросам адресации в IP-сетях, в рамках которых рассмотрены типы адресов стека TCP/IP, классы IP-адресов, проблемы отображения IPадресов на локальные адреса и доменных имен на IP-адреса. <...> Рассмотрены функции, структура и типы глобальных сетей, организация глобальных связей на основе выделенных аналоговых каналов, глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов (цифровые сети с DSL-окончанием – технологии Switched 56 и ISDN), компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов – X. <...> Обсуждены глобальные IP-сети: «чистые» IP-сети и их протоколы канального уровня, а также IP-сети, организованные поверх сетей ATM/FR. <...> Владеть ключевыми понятиями: разделяемые и индивидуальные среды, доступ к сети, управление доступом, множественный доступ, случайные и детерминированные (маркерные) методы доступа, Ethernet, коллизия, межпакетный интервал, кадр данных, битовый интервал, время оборота сигнала, спецификация, трансивер, повторитель, концентратор (хаб), домен коллизий, маркер (токен), битовая скорость, свертывание колец, схема гибридной развязки, коммутируемые локальные сети, режим полудуплексный/дуплексный/пульсаций, микросегментация, подуровень, физический/независимый от среды <...>
Комьютерные_сети._Ч._2._Технологии_локальных_и_глобальных_сетей.pdf
2
УДК 681.324 (075.8)
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Южного федерального университета
(протокол № 3 от 23 ноября2015 г.)
Рецензенты:
Ю.О. Чернышев – Заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., профессор
кафедры №6 филиала Военной академии Связи МО РФ (г. Краснодар).
В.И. Финаев – д.т.н., заведующий кафедрой систем автоматического
управления Южного федерального университета.
Нужнов Е.В. Компьютерные сети: Учебное пособие. Часть 2.
Технологии локальных и глобальных сетей. – Таганрог: Изд-во ЮФУ,
2015. – 176 с.
ISBN 978-5-9275-1691-9
Описаны базовые технологии локальных сетей Ethernet и Token
Ring, 100-мегабитные технологии FDDI, Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN,
технологии Gigabit Ethernet, 10, 40 и 100 Gigabit Ethernet, а также более
скоростные и перспективные терабитные разработки. Рассмотрены
важнейшие вопросы организации сетей TCP/IP: объединение сетей на
основе протоколов сетевого уровня, адресация в IP-сетях, фрагментация
IP-пакетов, надежная доставка сообщений с помощью протокола TCP,
особенности построения и технологии глобальных сетей. Описаны
особенности организации и функции сетевых операционных систем и
программных средств поддержки распределенных вычислений.
Для студентов направлений: 02.03.03 – Математическое обеспечение
и администрирование информационных систем; 09.03.01 – Информатика и
вычислительная техника, 09.03.02 – Информационные системы и
технологии, 09.03.03 – Прикладная информатика в экономике; 09.03.04 –
Программная инженерия; 09.05.01 – Применение и эксплуатация автоматизированных
систем специального назначения, и других, связанных с
использованием компьютерных и сетевых информационных технологий.
Табл. 12. Ил. 40. Библиогр.: 61 назв.
ISBN 978-5-9275-1691-9
© Нужнов Е.В., 2015
© ЮФУ, 2015
Стр.2
174
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 3
МОДУЛЬ 2. ТЕХНОЛОГИИ ЛОКАЛЬНЫХ И ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЕЙ ... 5
ГЛАВА 3. ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ ....................................................................... 7
ЦЕЛИ ................................................................................................................... 7
3.1. Среды и стандарты локальных сетей, понятие доступа ....................... 7
3.2. Технология Ethernet (802.3) ................................................................... 10
3.3. Технология Token Ring (802.5) ............................................................. 17
3.4. Технология FDDI .................................................................................... 21
3.5. Технология Fast Ethernet (802.3u) ......................................................... 27
3.6. Технология 100VG-AnyLAN (802.12) .................................................. 31
3.7. Технология Gigabit Ethernet (802.3z, 802.3ab) ..................................... 34
3.8. Коммутируемые локальные сети и дуплексные протоколы .............. 39
3.9. Технология 10 Gigabit Ethernet (802.3ae) ............................................. 42
3.10. Высокоскоростные технологии 40 и 100 Gigabit Ethernet (802.3ba2010)
................................................................................................................ 50
3.11. Перспективные технологии ................................................................. 53
3.12. Беспроводные локальные сети (802.11) ............................................. 56
3.13. Персональные сети и технология Bluetooth....................................... 65
3.14. Контрольные вопросы .......................................................................... 71
ГЛАВА 4. СЕТИ TCP/IP .................................................................................. 74
ЦЕЛИ ................................................................................................................. 74
4.1. Объединение сетей на основе протоколов сетевого уровня .............. 74
4.1.1. Ограничения мостов и коммутаторов ............................................. 74
4.1.2. Понятие internetworking ................................................................... 75
4.1.3. Принципы маршрутизации .............................................................. 78
4.1.4. Протоколы и алгоритмы маршрутизации ...................................... 80
4.1.5. Уровни и протоколы стека TCP/IP .................................................. 84
4.2. Адресация в IP-сетях .............................................................................. 85
4.2.1. Типы адресов стека TCP/IP .............................................................. 85
4.2.2. Классы IPv4-адресов ......................................................................... 86
4.2.3. Отображение IPv4-адресов на локальные адреса .......................... 88
4.2.4. Отображение доменных имен на IP-адреса ................................... 89
4.3. Фрагментация IP-пакетов ...................................................................... 91
4.4. Протокол надежной доставки сообщений TCP ................................... 92
4.5. Архитектура и классификация маршрутизаторов сетей TCP/IP ....... 97
Стр.174
175
4.6. Контрольные вопросы .......................................................................... 100
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИИ ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЕЙ .................................. 102
ЦЕЛИ ............................................................................................................... 102
5.1. Функции, структура и типы глобальных сетей ................................. 102
5.2. Глобальные связи на основе выделенных каналов ........................... 107
5.3. Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов ............ 107
5.4. Глобальные сети с коммутацией пакетов .......................................... 110
5.5. Глобальные IP-сети .............................................................................. 114
5.5.1. Структура глобальной IP-сети ....................................................... 114
5.5.2. «Чистые» IP-сети............................................................................. 117
5.5.3. Протокол SLIP ................................................................................. 118
5.5.4. Протоколы семейства HDLC ......................................................... 120
5.5.5. Протокол PPP .................................................................................. 122
5.5.6. Использование выделенных линий IP-маршрутизаторами ........ 125
5.6. Функционирование IP-сети поверх сетей ATM/FR .......................... 126
5.7. Удаленный доступ ................................................................................ 128
5.7.1. Основные схемы глобальных связей при удаленном доступе ... 128
5.7.2. Доступ компьютер – сеть ............................................................... 131
5.7.3. Удаленный доступ через промежуточную сеть ........................... 133
5.8. Контрольные вопросы .......................................................................... 134
ГЛАВА 6. СЕТЕВЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ ............................... 137
ЦЕЛИ ............................................................................................................... 137
6.1. Сетевые операционные системы ......................................................... 137
6.1.1. Понятия и виды сетевых ОС .......................................................... 137
6.1.2. Концепция специальной сетевой ОС ............................................ 141
6.1.3. Функциональные компоненты сетевой ОС .................................. 143
6.2. Технологии и программные средства поддержки распределенных
вычислений ................................................................................................... 146
6.3. Технологии и программные средства поддержки облачных
вычислений ................................................................................................... 152
6.4. Контрольные вопросы .......................................................................... 159
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................. 161
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ............................................................................ 163
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
.......................................................................................................................... 170
Стр.175