Общие принципы построения сетей. Физический уровень передачи данных. Технологии локальных сетей. Стек протоколов TCP/IP

Сети ЭВМ и телекоммуникации.

Содержание.

Лекция 1. Введение. 2

1.1. Введение. 2

1.2. История вычислительных сетей. 2

1.3. Распределенные системы. 3

1.4. Понятие серверных модулей и модулей клиентов. 4

Лекция 2. Общие принципы построения сетей. 4

2.1. Проблемы, возникающие при объединении компьютеров. 4

2.2. Передача данных. 6

2.3. Виды вычислительных сетей. 6

2.4. Структуризация сетей. 7

Лекция 3. Сетевые модели. 9

3.1. Иерархия протоколов. 9

3.2. Модели обмена данными. 10

3.3. Модель OSI. 10

3.4. Модель TCP/IP. 13

Лекция 4. Физический уровень передачи данных. 13

4.1. Линии связи. 13

4.2. Физические носители информации. 14

4.3. Беспроводная связь. 16

Лекция 5. Физическое кодирование информации. 16

5.1. Введение. 16

5.2. Цифровые данные, цифровой сигнал. 17

5.3. Цифровые данные, аналоговый сигнал. 18

5.4. Аналоговые данные, цифровой сигнал. 19

5.5. Аналоговые данные, аналоговый сигнал. 20

Лекция 6. Виды уплотнения и методы коммутации. 20

6.1. Уплотнение. 20

6.2. Методы коммутации. 22

Лекция 7. Обнаружение и коррекция ошибок. Сжатие данных. 24

7.1. Способы обнаружения и коррекции ошибок. 24

7.2. Компрессия данных. 26

7.3. Количество информации и энтропия. 27

Лекция 8. Характеристики линий связи (самостоятельно). 27

Лекция 9. Технологии локальных сетей. 28

9.1. Стандарты семейства  IEEE802. 28

9.2. Технология FDDI. 35

Лекция 10. Технологии глобальных сетей. 36

10.1. Технология PDH. 36

10.2. Технология SONET/SDH. 37

10.3. Режим передачи пакетов по виртуальным каналам. 39

10.4. Технология Frame Relay. 40

10.5. Технология ATM. 41

Лекция 11. Стек протоколов TCP/IP. 43

Лекция 1. Введение.

1.1. Введение.

Итак, что же собой представляют компьютерные сети? На протяжении всего курса, термин компьютерная сеть будет использоваться для обозначения набора связанных между собой автономных компьютеров. Компьютеры называются связанными между собой, если они могут обмениваться информацией.

Прежде чем приступить к изучению технических подробностей, следует уделить некоторое время и рассказать, почему люди интересуются компьютерными сетями, и для чего сети могут быть использованы.

Сети на сегодняшний момент используются как организациями, так и частными лицами.

Приведем цели, которые преследует организация, при объединении своих компьютеров в сеть.

1. Совместное использование ресурсов, а именно: предоставление доступа к программам, оборудованию и данным, расположенным на других компьютерах сети.
2. Обеспечение высокой надежности, при помощи альтернативных источников информации, а именно:

·  При наличии нескольких копий файлов, располагающихся на разных компьютерах в сети, и при недоступности одной из копий, будет возможно использовать другие копии.

·  При наличии нескольких процессоров, выход из строя одного, не приведет к остановке системы, и вычисления могут, хоть и с уменьшенной производительностью, быть выполнены другими процессорами.

3. Экономия средств - персональные компьютеры обладают на сегодняшний день, значительно лучшим соотношением производительности и цены, нежели мэйнфреймы.
4. Масштабируемость, т.е.  возможность увеличивать производительность системы, по мере необходимости, за счет простого добавления новых компьютеров.
5. Использование компьютерной сети как средства связи между удаленными друг от друга сотрудниками организации.

Частными лицами сети используются: для доступа к удаленной информации, общения и интерактивных развлечений.

1.2. История вычислительных сетей.

Итак, мы кратко охарактеризовали, причины, по которым на протяжении уже многих лет компьютерные сети, находят свое применение. Однако преимущества, получаемые от использования компьютерных сетей, будет неочевидны, если не рассказать об эволюции вычислительных систем.

Первые компьютеры 50х годов были большими, громоздкими и самое главное, очень дорогими. Часто они занимали целые здания. Такие компьютеры не предназначались для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки, функционировали следующим образом: пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали на следующий день. Несмотря на неудобства для пользователей, данный режим работы использовался повсеместно, так как являлся самым эффективным режимом использования вычислительных ресурсов ЭВМ.