Введение в компьютерные сети. Классификация. Топология. Коммутация.

Русинова Елена Сергеевна

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Лекция №2

Введение в компьютерные сети. Классификация. Топология. Коммутация.

Воронеж, 2019

Классификация компьютерных сетей

• По территориальному признаку функционирования:

• DAN (Desk Area Network).
• PAN (Personal Area Network).
• LAN (Local Area Network).
• MAN (Metropolitan Area Network)
• WAN (Wide Area Network)
• Internet

Классификация компьютерных сетей

• По скорости передачи данных

• Низкоскоростные (до 10 Мбит/c).
• Среднескоростные (до 100 Мбит/c).
• Высокоскоростные (более 100 Мбит/c).

• По типу среды передачи данных

• Проводные.
• Беспроводные.

• По типу абонентов

• Фиксированные (или стационарные).
• Не фиксированные (или мобильные).

Классификация компьютерных сетей

• По правовой принадлежности

• Частные.
• Государственные.
• Общественные.

• По типу взаимодействия компьютеров

• Одноранговые.
• Иерархические.

• По типу предоставляемых сервисом

• Односервисные.
• Мультисервисные.

Общие принципы построения сетей

• Интерфейс – в широком смысле – формально определённая логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами. Интерфейс задаёт параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.
• Физический интерфейс (или порт) – определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов. Обычно представляет собой разъём с набором контактов, каждый из которых имеет определённое значение. Пара разъёмов, соединяется кабелем , провода которого соединяют контакты разъёмов. Говорят о создании линии, или канала, связи между 2-мя устройствами

Общие принципы построения сетей

• Логический интерфейс (или протокол) – это набор информационных сообщений определённого формата, которыми обмениваются два устройства или две программы, а также набор правил, определяющих логику обмена этими сообщениями.
• Интерфейс компьютер-компьютер позволяет двум компьютерам обмениваться информацией.

• Аппаратный модуль (сетевой адаптер, сетевая интерфейсная карта (NIC))
• Драйвер сетевой карты (специальная программа, управляющая работой NIC)

Общие принципы построения сетей

• Интерфейс компьютер-переферийное устройство

• Аппаратный модуль со стороны компьютера (интерфейсная карта) + драйвер.
• Со стороны ПУ – контроллер ПУ.

Общие принципы построения сетей

Общие принципы построения сетей

• Приложения А и B управляют процессом передачи путём обмена сообщений. Спецификация форматов и правил взаимодействия называется протоколом взаимодействия приложений.
• Связав физически и информационно два компьютера мы получаем простейшую компьютерную сеть

Сетевые службы и сервисы

Сетевые службы и сервисы

• Клиент – это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удалённого компьютера от разных приложений с последующим приёмом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.
• Сервер – это модуль, который постоянно ожидает прихода из сети запросов от клиентов, и, приняв запрос, пытается его обслужить.
• Сетевая служба – это пара клиент-сервер, предоставляющая доступ к конкретному типу ресурса компьютера через сеть.

Топология «Шина»

Топология «Кольцо»

Топология «Звезда»

Топология «Ячеистая» (mesh, full-mesh)

Топология «Дерево»

Адресация узлов сети

• Unicast (уникальный адрес)
• Broadcast (широковещательный адрес)
• Multicast (групповой адрес)
• Anycast (адрес произвольной рассылки)

• Числовые адреса
• Символьные адреса

• Адресное пространство – множество всех адресов, являющихся допустимыми в рамках выбранной схемы адресации.

Плоское адресное пространство

Иерархическое адресное пространство

Обобщенная задача коммутации

• Определение информационных потоков, для которых требуется прокладка маршрута.
• Маршрутизация потоков.
• Продвижение потоков (т.е. распознавание потоков и локальная их коммутация на каждом транзитном узле).
• Мультиплексирование, демультиплексирование потоков.

Обобщенная задача коммутации

• Метка потока – особый тип признака потока.
• Глобальная метка – на весь путь следования потока.
• Локальная метка – может динамически меняться в пути следования.

Маршрутизация

• Определение маршрута (эмпирический (ручной) и автоматический).
• Метрика – расстояние в сети.
• Оповещение сети о выбранном маршруте. (Таблицы коммутации).

Продвижение данных

• Коммутация интерфейсов на каждом узле.
• Устройство, коммутирующее интерфейсы – коммутатор.

Мультиплексирование и демультиплексирование

• Демультиплексирование – разделение суммарного агрегированного потока на несколько составляющих потоков.
• Мультиплексирование – образование из нескольких отдельных потоков общего агрегированного потока, который передаётся по одному физическому каналу связи.

Мультиплексирование и демультиплексирование

Разделяемая среда передачи данных

• Разделяемая среда – физическая среда передачи данных, к которой непосредственно подключено несколько передатчиков узлов сети. В каждый момент времени только один передатчик может использовать её для передачи данных приёмнику другого узла.

• Централизованный подход управления доступом к разделяемой среде.
• Децентрализованный подход управления доступом к разделяемой среде.

Типы коммутации

• Канальная коммутация
• Пакетная коммутация