Общие принципы организации вычислительных сетей. Основные понятия и терминология. Понятие архитектуры и технологии вычислительной сети. Состав и типы вычислительных сетей

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Кафедра вычислительной техники

Разделыдисциплины

1.  Общие принципы организации вычислительных сетей

2.  Средства телекоммуникаций

3.  Локальные вычислительные сети

4.  Территориально-распределенные и глобальные сети

5.  Глобальная сеть Интернет

Раздел 1

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

1.1. Основные понятия и терминология

1.1.1. Понятие вычислительной сети 1.1.2. Средства вычислительной техники

1.1.3. Средства телекоммуникаций

1.1.4. Понятие архитектуры и технологии вычислительной сети

1.2. Состав и типы вычислительных сетей

1.2.1. Состав вычислительной сети

1.2.2.  Многоуровневая организация вычислительных сетей

1.2.3. Классификация вычислительных сетей (типы вычислительных сетей)

1.3.  Принципы  структурной  организации  вычислительных сетей

1.3.1. Топологии и их сравнительный анализ

1.4.  Принципы  функциональной  организации  вычислительных сетей

1.4.1. Способы установления соединения

1.4.2. Методы маршрутизации

1.4.3. Управление потоками данных (трафиком) в сети

1.5.  Сетевые  протоколы

1.5.1. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

1.5.2. XNS (Xerox Network Services Internet Transport Protocol)

1.5.3. IPX (Internet Packet Exchange)

1.5.4. AppleTalk

1.5.5. DECnet (Digital Equipment Corporation net)

1.5.6. SNA (System Network Architecture)

1.5.7. Сопоставление коммуникационных моделей и протоколов

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     2

1.1. Основные понятия и терминология

1.1.1. Понятие вычислительной сети

Сеть вычислительная (СВ, сеть ЭВМ, компьютерная сеть) := СВТ+СТК

Функции СВ:         обработкаданных; передачаданных.

Средства вычислительной техники (СВТ): ЭВМ, вычислительные комплексы и системы различных классов реализуют обработку данных.

Средства телекоммуникаций (связи) (СТК): совокупность каналов связи и каналообразующей аппаратуры реализуют передачу данных

Данные - "сведения, необходимые для какого-нибудь вывода, решения" (Ожегов С.И. Словарь русского языка). Количественная мера данных – объем.

Информация - "сведения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь" (Ожегов С.И. Словарь русского языка). Количественная мерой информации – энтропия.

Информация

Данные

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     3

1.1. Основные понятия и терминология

1.1.2. Средства вычислительной техники (1)

Программныесредства

стандартное (системное)

программное обеспечение

(ОС, включающая УП)

прикладноепрограммное обеспечение – множество  прикладных программ (ПП)

ЭВМ (электронная вычислительная машина) =  = совокупность технических средств

Вычислительный комплекс (ВК) = совокупность технических средств, содержащая несколько центральных процессоров.

Основная цель построения ВК – обеспечение высокой надежности и/или производительности.

Вычислительная система (ВС) = технические + программныесредства

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     4

1.1. Основные понятия и терминология

1.1.2. Средства вычислительной техники (2)

ВС – на базе однопроцессорнойЭВМ или на базе ММВК и МПВК.

Вычислительная сеть – ВС более высокого уровня.

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     5

1.1. Основные понятия и терминология

1.1.3. Средства телекоммуникаций

Топологиятелекоммуникационной сети – способ объединения УС и КС.

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     6

1.1. Основные понятия и терминология

Состав ЭВМ, ВК, ВС и СВ

Архитектура вычислительной сети – множество технических и инженерных решений по структурной и функциональной организации сети, обеспечивающих определенную совокупность ее свойств и характеристик, рассматриваемую с точки зрения пользователя сети и отличающую данную конкретную сеть от любой другой сети.

Технология вычислительной сети – способ организации передачи и обработки данных, обеспечивающий достижение требуемой эффективности сети.

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     7

1.2. Состав и типы вычислительных сетей 1.2.1. Состав вычислительной сети

сети):

•наблюдение за потоками данных;

Структура (формат) сообщения:             •контроль ошибок;

Заголовок

Данные             

  Концевик

•диагностика состояния компонентов сети;

•замена отказавших узлов резервными;

•включение и выключение портов;

•реконфигурация сети.

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     8

1.2. Состав и типы вычислительных сетей

1.2.2. Многоуровневая организация вычислительной сети (1)

Уровень (layer) - понятие, позволяющее разделить всю совокупность функций обработки и передачи данных на несколько иерархических групп. На каждом уровне реализуются определенные функции обработки и передачи данных с помощью тех или иных аппаратных и программных средств сети. Каждый уровень обслуживает вышележащий уровень и, в свою очередь, пользуется услугами нижележащего.

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                     9

1.2. Состав и типы вычислительных сетей

1.2.2. Многоуровневая организация  вычислительной сети (2)

Семиуровневая OSI-модель :

•  OSI-модель (Open Systems Interconnection) - модель Взаимодействия Открытых Систем (ВОС)

•  ISO (InternationalStandards Organization) - Международная Организация по Стандартам (МОС) • PDU (Protocol Data Unit) - протокольный блок данных

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                  10

1.2. Состав и типы вычислительных сетей

1.2.2. Многоуровневая организация  вычислительной сети (3)

IEEE-модель :

IEEE (Institute of Electrical and ElectronicsEngineers) -

УровниOSI-модели

Подуровни

IEEEмодели

7 - прикладной

6 - представления

5 - сеансовый

4 - транспортный

3 - сетевой

2 - канальный

LLC

MAC

1 - физический

Институт инженеров по электронике и электротехнике

MAC (Medium Access Control) - подуровень управления доступом к среде передачи

LLC (Logical Link Control) - подуровень управления

логическим соединением

обеспечивает сервис трех типов:

1)  сервис без установления соединения и без подтверждения доставки;

2)  сервис без установления соединения с подтверждением доставки;

3)  сервис с установлением соединения.

Типы PDU: сообщение (message), кадр (frame), пакет (packet),  дейтаграмма (datagram)

ВТ ИТМО: "Сети ЭВМ и ТК"                                                                  11

1.2. Состав и типы вычислительных сетей

1.2.3. Классификация вычислительных сетей

1.  По размеру (территориальному охвату):

•ЛВС (Local Area Network - LAN): Ethernet, Token Ring, FDDI, Arcnet;

•территориально-распределенные (Wide Area Network - WAN): intranet, сети X.25, Frame Relay, ATM ;

•глобальные (Global Area Network - GAN): Internet, FIDO.

2.  По принадлежности:

•офисные - обычно на основе LAN;

•корпоративные (ведомственные) - на основе LAN и WAN;

•городские (Metropolitan Area Network - MAN) - обычно на основе