Содержание курса «КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ»

ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра МСИБ

«КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ»

для специальностей 210406, 210404, 210403, 210400

Составители:

д.т.н., проф. Лихтциндер Б.Я.

к.т.н., доц. Киреева Н. В.

ст. препод. Буранова М.А.

Редактор:

к.т.н., доц. Зайкин В.П.

Рецензент:

д.т.н., проф. Васин Н.Н.

Самара, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений. 10

Введение. 12

1. Общие характеристики. 14

1.1 Основные определения и термины.. 14

1.2 Особенности ЛВС.. 16

Вопросы: 22

2. Топология вычислительной сети и методы доступа. 24

2.1 Топология вычислительной сети. 24

2.1.1 Общая шина. 25

2.1.2 Кольцо. 26

2.1.3 Звезда. 27

Вопросы: 28

3. Эталонная модель взаимодействия открытых. 29

систем.. 29

3.1 Семиуровневая модель OSI 29

3.2 Взаимодействие уровней модели OSI 30

Вопросы: 32

4. Общие сведения и функции уровней OSI 33

4.1 Прикладной уровень (Application layer) 33

4.2 Уровень представления данных (Presentation layer) 34

4.3 Сеансовый уровень (Session layer) 35

4.4 Транспортный уровень (Transport Layer) 36

4.5 Сетевой уровень (Network Layer) 37

4.6 Канальный уровень (Data Link) 39

4.7 Физический уровень (Physical Layer) 41

Вопросы: 42

5. Стек-протоколы локальных сетей. 43

5.1 Уровень MAC.. 43

5.2 Уровень LLC.. 44

5.3 Стандарты ЛВС.. 46

Вопросы: 50

6. Методы доступа. 52

6.1 CSMA/CD.. 53

6.2 CSMA/CA.. 55

6.3 TPMA.. 55

6.4 TDMA.. 61

6.5 FDMA.. 62

6.6 Тактируемый метод доступа. 63

6.7 Метод «вставка регистра». 64

Вопросы: 64

7. Методы кодирования в локальных сетях. 66

7.1 Коды без возврата к нулю NRZ. 66

7.2 Коды с возвратом к нулю RZ. 67

7.3 Манчестерский код. 69

7.4 Дифференциальный манчестерский код. 70

7.5 Код MLT-3. 71

7.6 Код 8В6Т. 72

7.7 Код 4В5В.. 72

Вопросы: 75

8. Структурированная кабельная система и среды.. 77

передач. 77

8.1 Принципы проектирования. 78

8.1.1 Стадии проектирования. 78

8.1.2 Телекоммуникационная стадия проектирования. 78

8.2 Этапы создания СКС. 79

8.3 Международный стандарт ISO/IEC 11801 "Информационная технология – Универсальная Кабельная Система для зданий и территории заказчика". 81

8.4 Российские стандарты. Электроустановки зданий и сооружений 82

8.5 Среды передачи. 83

8.5.1 Физическая среда передачи данных. 83

8.5.2 Кабели связи, линии связи, каналы связи. 84

8.6 Типы кабелей и структурированные кабельные системы. 85

8.7 Кабельные системы. 85

8.8 Типы кабелей. 86

8.8.1 Кабель типа «витая пара» (twisted pair). 86

8.8.2 Коаксиальные кабели. 87

8.8.3 Оптоволоконный кабель. 88

8.9 Кабельные системы Ethernet. 89

10Base-T, 100Base-TX.. 89

10Base 2: 90

10Base 5: 90

8.10. Беспроводные технологии. 90

8.10.1 Радиосвязь. 90

8.10.2 Связь в микроволновом диапазоне. 91

8.10.3 Инфракрасная связь. 91

Вопросы: 91

9. Сетевые технологии. 93

9.1 Ethernet 802.3. 93

9.1.1 Аппаратура 10BASE 5. 95

9.1.2 Аппаратура 10BASE 2. 95

9.1.3 Аппаратура 10BASE Т. 96

9.1.4 Аппаратура 10BASE F.. 97

9.1.5 Выбор конфигураций Ethernet 97

9.1.6 Правило 5-4-3. 97

9.1.7 Модель на основе подсчета временных характеристик сети Ethernet 99

9.1.8 Расчет двойного времени прохождения сигнала по сети 99

9.1.9 Расчет длины межкадрового интервала. 101

9.2 Fast Ethernet 802.3. 101

9.2.1 Краткая характеристика сети Fast Ethernet 102

9.2.2 100Base TX.. 102

9.2.3 100Base T4. 103

9.2.4 100Base FX.. 103

9.2.5 Выбор конфигурации Fast Ethernet 103

9.2.6 Числовая модель. 104

9.2.7 Дуплексный режим работы Fast Ethernet 106

9.2.8 Управление потоком в полудуплексном режиме. 106

Вопросы: 107

10. Сетевые технологии. 109

10.1 Gigabit Ethernet 109

10.2 Стандарты 802.4 и 802.6. 110

10.3 Token Ring 802.5. 110

10.3.1 Характеристика сети Token Ring. 112

10.3.2 Формат маркера и формат кадра Token Ring. 113

10.3.3 Сравнение Token Ring и Ethernet 115

10.4 Arcnet 115

10.4.1 Основные характеристики сети Arcnet 115

10.5 FDDI 117

10.5.1 Основные технические характеристики FDDI 117

10.5.2 Формат маркера и формат кадра FDDI 118

10.5.3 Особенности FDDI 119

10.6 100 VG – Any LAN.. 121

10.6.1 Основные технические характеристики сети Any LAN 122

10.6.2 Режимы работы Any LAN.. 124

Вопросы: 125

11. Компоненты ЛВС.. 127

11.1 Основные компоненты (оборудование). Функции. 127

11.2 Сетевое оборудование. 127

11.2.1 Сетевые адаптеры, или NIC (Network Interface Card) 127

11.2.2 Настройка сетевого адаптера и трансивера. 128

11.2.3 Функции сетевых адаптеров. 130

11.2.4 Базовый, или физический, адрес. 132

11.2.5 Типы сетевых адаптеров. 132

11.2.6 Повторители и концентраторы.. 134

11.2.7 Планирование сети с концентратором.. 136

11.2.8 Преимущества концентратора. 136

Вопросы: 137

12. Мосты и коммутаторы.. 138

12.1 Коммутатор. 140

12.2 Коммутатор локальной сети. 142

12.3 Маршрутизатор. 142

12.4 Шлюзы.. 144

Вопросы: 145

13. Защита информации в локальных сетях. 146

13.1 Классификация средств защиты информации. 148

13.2 Классические алгоритмы шифрования данных. 150

13.3 Стандартные методы шифрования. 154

13.4 Программные средства защиты информации. 156

Вопросы: 158

14. Коммутируемые локальные сети. 159

14.1 Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов 159

14.2 Преимущества логической структуризации сети. 161

14.3 Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D.. 165

14.4 Топологические ограничения коммутаторов в локальных сетях 169

14.5 Коммутаторы.. 172

14.5.1 Особенности коммутаторов. 172

14.5.2 Неблокирующие коммутаторы.. 178

Вопросы: 179

15. Виртуальные локальные сети (VLAN) 181

15.1 Назначение виртуальных сетей. 181

15.2 Типы виртуальных сетей. 184

15.3 VLAN на основе группировки портов. 184

15.4 VLAN на основе группировки МАС-адресов. 186

15.5 Использование меток в дополнительном поле кадра — стандарты 802.1 Q/p и фирменные решения 187

15.6 Использование спецификации LANE.. 190

15.7 Использование сетевого протокола. 191

Вопросы: 192

16. Беспроводные локальные сети