принципы построяния информационных сетей и основы техноогий интернет и интранет

УДК
621.398
Г 933
МОСКОВСКИЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСИЙ
ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Н.С. ГУБОНИН
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И ОСНОВЫ
ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕРНЕТ И ИНТРАНЕТ
Методическое пособие
УДК
621.398
Г 933
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Н.С. ГУБОНИН
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И ОСНОВЫ
ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕРНЕТ И ИНТРАНЕТ
Иллюстративные материалы по курсу
"СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
для студентов, обучающихся
по направлению "Радиотехника"
Москва
2007
УДК
621.398
Г-933
УДК: 681.324(072)
Утверждено учебным управлением МЭИ
Подготовлено на кафедре радиотехнических систем
Рецензент: канд. техн. наук, проф. А.К. Нарышкин
Губонин Н.С.
Принципы построения информационных сетей и основы
технологий Интернет и Интранет.
Иллюстративные материалы по курсу
«Сетевые информационные технологии». – М.: Издательство МЭИ, 2007
– 84с.
Приводятся
рисунки,
таблицы
и
некоторые
определения,
иллюстрирующие лекционную часть курса «Сетевые информационные
технологии». Материал охватывает архитектуру информационных сетей,
особенности построения локальных и глобальных сетей и архитектуру сетей
Интернет и Интранет.
Для студентов, обучающихся по направлению "Радиотехника".
© Московский энергетический институт. 2007
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Иллюстративные материалы являются необходимым пособием для
студентов радиотехнического факультета, изучающих курс "Сетевые
информационные технологии" в рамках всех специальностей направления
"Радиотехника". Особенности преподавания дисциплины определяются тем,
что по учебному плану радиотехнического факультета она изучается в 5
семестре, когда студенты не только не знакомы с необходимыми дисциплинами
инженерной подготовки, но даже не изучили в полном объёме базовые
радиотехнические дисциплины.
Название дисциплины "Сетевые информационные технологии" несёт
двойной смысл. С одной стороны, это технологии построения
информационных сетей, а с другой стороны, это технологии работы в
информационных сетях. Принципам построения информационных сетей
посвящена теоретическая (лекционная) часть курса, а технологиям работы в
сети – лабораторный практикум и курсовая работа.
Курс состоит из трёх частей. В первой части (лекции 1-8)
рассматриваются принципы построения (архитектура) произвольных
информационных сетей на основе международных стандартов эталонной
модели взаимосвязи открытых систем. Даются и обсуждаются определения
основных понятий и возникающие проблемы. Во второй части (лекции 9-12)
рассматриваются вопросы построения локальных сетей. Особенности
глобальной информационной сети Internet и характеристики наиболее
известных крупно масштабных информационных сетей приводятся в третьей
части (лекции 13-18). Там же рассматриваются принципы построения WWW −
World Wide Web (“всемирной паутины”), а также особенности построения
корпоративных сетей на основе www-технологии (технология Intranet).
Цель лабораторного практикума, состоящего из 4-х работ, – научить
студента основным навыкам работы в среде WWW: работе с браузером
(browser), иначе называемым обозревателем, проводником или навигатором,
работе с электронной почтой, а также созданию гипертекстовых документов и
поиску необходимой информации. Фактически, студент осваивает
практические приёмы работы в глобальной информационной сети Интернет
(Internet) и в корпоративных сетях Интранет (Intranet).
Начиная с третьей лабораторной работы, студент может приступить к
выполнению своей курсовой работы – поиску информации по заданной теме и
оформлению её в виде гипертекстового документа. Работа может представлять
собой аннотационный обзор, критический обзор или реферат.
Основные трудности изучения курса вызваны тем, что он предшествует
базовым специальным дисциплинам. Дополнительные трудности связаны с
массой новых и часто неоднозначно используемых терминов и понятий, что
вообще характерно для информатики. Для лучшего понимания в курсе
3
используется много рисунков (графических моделей). Эти рисунки, как
правило, на лекциях не воспроизводятся из-за недостатка времени и составляют
основное содержание данного пособия. Поэтому данное пособие является
обязательным дополнением к теоретической части курса, и оно должно
использоваться студентами на лекциях.
В пособии приведены лишь основные рисунки и таблицы. Каждый из них
имеет тройную нумерацию. Первые две цифры обозначают номера
соответствующего раздела (лекции) и подраздела курса, а последняя цифра −
порядковый номер рисунка или таблицы. Библиография содержит источники,
которые могут быть использованы студентами при изучении курса и которые
послужили основой для большинства иллюстраций.
Иллюстративные материалы могут быть использованы как при изучении
соответствующей части курса, так и в качестве своеобразного справочника.
2. ИЛЛЮСТРАЦИИ
Часть 1. Принципы построения информационных сетей.
Лекция 1. Основные понятия телеобработки информации.
Системная и сетевая телеобработка.
Сравнение режимов обработки
Таблица 1.2.1.
Пакетный
режим
Характеристика сравнения
Возможность оптимизации загрузки
процессора и устройств ввода-вывода
Возможность оперативно изменять стратегию
решения задачи в зависимости от
получаемых результатов
Возможность конфликтов при
использовании ресурсов ЭВМ
Диалоговый
режим
+
-
-
+
-
+
Архитектурой (architecture) называется концепция, определяющая модели,
структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов сложного
объекта.
Объектами могут быть: сеть, система (в разных смыслах), банк данных,
прикладной процесс или любое многокомпонентное образование.
4
Регион 1
Регион 2
Главные компьютеры
Коммуникационные контроллеры
Терминалы пользователей
Регион построен по архитектуре
"терминал - главный компьютер": все
процессы (в том числе и прикладные
процессы пользователя) выполняются
в главном компьютере (это может
быть многомашинный комплекс).
Групповые контроллеры
Терминалы пользователей
Конфигурация - это структура, описывающая состав компонентов
оборудования сети и физические связи между ними.
Рис. 1.3.1. Конфигурация системной сетевой архитектуры фирмы IBM
(SNA – System Network Architecture)
В архитектуре "клиент-сервер" все ЭВМ разбиваются на два
класса – ЭВМ пользователей и ЭВМ-серверы. Каждое
приложение (прикладная программа) имеет также две части –
сервер приложения, располагающийся на ЭВМ-сервере (или
просто – сервере) этого приложения, и клиент приложения,
располагающийся на ЭВМ пользователя. Сервер приложения
одновременно может обслуживать несколько пользователей.
User 1
User k
Клиент 1
Прил.1
Клиент k
Прил.1
Сервер
Прил.1
Сервер
Прил.N
Клиент k
Прил. N
Клиент S
Прил.1
Сервер
Прил.M
ЭВМ
ЭВМ
ЭВМ
ЭВМ
Server 1
Server N
КОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА
(КОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ)
Рис. 1.3.2. Пояснение архитектуры "клиент-сервер".
5
Лекция 2. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (1):
понятие об архитектуре открытых систем.
Примеры архитектуры однородных сетей.
Табл. 2.1.1.
Архитектура однородных сетей
Зарубежный вариант
Отечественный аналог
Архитектура Открытых
Systems Network
Систем Сетевой
SNA Architecture
ОССТ
Телеобработки
Фирма IBM , США
(для ЕС ЭВМ)
Digital Network
Architecture
Сетевая Архитектура
(практическая
DNA реализация DECNET ) САСМ Системы Малых Машин
(для СМ ЭВМ)
Фирма DEC (Digital
Equipment Corporation),
США
Система 1
ПП 1
Система 2
Система N
ПП 2
ПП N
Прикладные
Процессы
Область
Взаимодействия
Открытых Систем
Процессы области
взаимодействия ОС
(Модули Взаимодействия)
Физические Средства Соединения
Рис. 2.4.1. Первичное описание информационной сети.
Физическая среда (витая пара,
коаксиальный кабель, оптический
кабель, эфир и т.д.)
Канал
Физические
средства
соединения
Канал 1
Аппаратно-программные
средства (разъёмы, усилители,
модуляторы, демодуляторы, и т.д.)
Канал N
Физические каналы
Рис. 2.4.2. Физические средства соединения.
6
К системам
Порты (окончания) физического канала
Интерфейс
физического
канала
АПД
АПД
АПД
Физическая среда
Физическая среда
Интерфейс физической среды
Рис. 2.4.3. Структура физического канала.
Лекция 3.Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (2):
основные понятия и структура модели.
Система 1
Система k
ПП-1
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
Уровень N+1
Уровень N
ПП-k
Прикладные
Процессы
Логические объекты уровня N
Область
Взаимодействия
Открытых Систем
Процесс N – уровня
Подсистема уровня N
Уровень 1
Соединение
уровня N
Физические Средства Соединения
Порты физического канала
Процессы области
взаимодействия ОС
(Модули
Взаимодействия)
Рис. 3.1.1. Пояснение принципов ЭМ ВОС.
Система 1
ПП-1
Система k
Прикладные Процессы
Уро в ни в за им о де й с тв и я
Прикладной
Представительный
Сеансовый
Транспортный
Сетевой
Канальный
Физический
ПП-k
Логические точки входа в
канал (порты) имеют номера
(идентификаторы)
Порты:
Транспортного канала
Виртуального канала
Информационного канала
Физического канала
канальное соединение
сетевое соединение
транспортное соединение
Рис. 3.2.1. Иерархия уровней взаимодействия (взаимосвязи) ЭМ ВОС.
7
Общая характеристика задач, решаемых на уровнях ЭМВОС
N
7
6
5
4
3
2
1
Наименование
уровня
Прикладной
Application Layer
Таблица 3.2.1.
Решаемые задачи
Интерфейс пользователей сети. Обеспечение
взаимодействия (обмена данными) между
прикладными процессами ( ПП )
Представление информации (инструкций и
Представительный
данных), передаваемой между ПП, в той форме,
Presentation Layer
которая необходима этим ПП
Организация и проведение диалога между ПП
(организация и синхронизация диалога между
Сеансовый
Session Layer
логическими объектами уровня 6, а также
управление обменом данными между ними)
Управление передачей информации между
сеансовыми объектами (отвечает за надёжную
Транспортный
Transport Layer
доставку сообщений между абонентомисточником и абонентом-получателем)
Обеспечение среды передачи информации
между транспортными объектами, т.е. сквозная
передача информации между системами
Сетевой
Network Layer
(формирование пакетов данных и их
маршрутизация при прохождении через сеть
передачи данных )
Управление передачей информации через
физические средства соединения (формирование
Канальный
Data Link Layer
и передача кадров, обнаружение и исправление
ошибок, возникающих на физическом уровне)
Определяет механические, оптические,
электрические и процедурные средства
Физический
Physical Layer
передачи сигналов через физические средства
соединения.
8
Лекция 4. Логическая структура абонентской системы.
Разбиение логической компоненты система на два класса.
Таблица 4.1.1.
Выполняет вспомогательные
прикладные процессы,
РЕТРАНСЛЯЦИОННАЯ
обеспечивающие "стыковку"
СИСТЕМА
(соединение) отдельных частей
физических средств соединения.
СИСТЕМА
Выполняет основные
прикладные процессы
АБОНЕНТСКАЯ
(процессы пользователей и
СИСТЕМА
процессы управления)
СЕТЬ
С МАРШРУТИЗАЦИЕЙ ДАННЫХ
Маршрутизация – процедура назначения
путей передачи блоков данных по адресам
назначения
АС1
АС2
АСm
КОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ
АСn
АСp
СМЕАШАННАЯ СЕТЬ
(АССОЦИАЦИЯ СЕТЕЙ (ПОДСЕТЕЙ))
АСq
СЕТЬ С СЕЛЕКЦИЕЙ ДАННЫХ
Селекция – процедура выделения блоков
данных по адресам назначения из общего
потока (канала)
Рис. 4.1.1. Укрупнённая логическая структура информационной сети.
9
Типы прикладных процессов
Таблица 4.2.1.
Прикладные процессы
Терминальный 1
алфавитно-цифровой
ввод/вывод
Терминальный 2
ввод/вывод статических
Терминальный
изображений
Терминальный 3
ввод/вывод динамических
изображений
выполнение автономных
Локальный
(несетевых) приложений
выполнение клиентской части
Приложение-клиент
Пользователя
сетевых приложений
взаимодействие с сетевой
Приложение-агент
службой
службы
выполнение серверной части
Приложение-сервер
приложения
Серверный
выполнение функций ядра
Приложение-сервер
службы
Административный –1 управление частью сети
Административ- Административный –2 отдельные функции управления
ный
сетью
Административный - 3 управление сетью
Типы абонентских систем
Тип абонентской
системы
Терминал
Рабочая станция
Сервер
Административная
система1
Таблица 4.2.2.
Отношение к ресурсам
сети
Потребляет
Потребляет
Потребляет
Предоставляет
Управляет всей сетью или
её частью
Потребляет
Потребляет
Предоставляет (или)
управляет сетью
рассматривают как отдельный
Прикладные процессы
Терминальный
Терминальный
Пользователя
Серверный
Административный
Терминальный
Комбинированная
Пользователя
система
Серверный и (или)
Административный
1
) Иногда административные системы
самостоятельный класс систем.
10
Терминал
Рабочая станция
Сервер
Административная
система
Комбинированная
система
Телефонный аппрат, телекс,
телеграфный аппрат, факс,
видеотекс, интеллектуальный
терминал, ПЭВМ
ПЭВМ, ЭВМ
ПЭВМ, ЭВМ, комплекс ЭВМ,
Супер ЭВМ
ПЭВМ, ЭВМ, комплекс ЭВМ
ПЭВМ, ЭВМ, комплекс ЭВМ,
Супер ЭВМ
Абонентская система
ТЕРМИНАЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
(TE − Terminal Equipment)
ПП
ОБОРУДОВАНИЕ
ОКОНЧАНИЯ ДАННЫХ
(DTE − Data Termination
Equipment)
Модуль взаимодействия
сменная плата
стационарная плата
отдельное устройство
ШИНА или
АБОНЕНТСКОЕ
ЗВЕНО
СТАНЦИЯ
К коммуникационной сети
Рис. 4.2.1. Аппаратные средства абонентской системы.
11
ПП
ТЕРМИНАЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ПП
Модуль взаимодействия
ТЕРМИНАЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
Модуль взаимодействия
СТАНЦИЯ
b)
a)
К коммуникационной сети
Функции модуля
взаимодействия поделены
между терминальным
оборудованием и станцией
Функции модуля
взаимодействия целиком
реализуются терминальным
оборудованием и станцией
Рис. 4.3.1. Варианты структуры одномашинной абонентской системы.
Типы станций
Тип станции
Таблица 4.3.1.
Реализуемые уровни
ЭМВОС
1 2 3 4 5 6 7
Абонентская
Транспортная
Сетевая
Канальная (адаптер)
Физическая (адаптер)
Блок доступа
12
Уровни Прикладные
процессы
7
Прикладной
6
Представительный
5
Сеансовый
2с
Специальный
Канальный
1с
Специальный
Физический
Терминальное
оборудование
Интерфейс станции
Шина или Звено
1с
2с
4
3
2
1
Специальный
Физический
Специальный
Канальный
Транспортный
Сетевой
Канальный
Физический
Транспортная
станция
ФИЗИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СОЕДИНЕНИЯ
Рис. 4.3.2. Логическая структура сопряжения абонентской системы
с транспортной станцией.
ТЕРМИНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АБОНЕНТСКОЙ СИСТЕМЫ
ЭВМ
Межмашинный интерфейс
ЭВМ комплекса связаны между собой
через межмашинный интерфейс (каналы
ввода/вывода) ЭВМ. Терминальное
оборудование подключается к станции
через одну ЭВМ комплекса.
ЭВМ
ЭВМ
ЭВМ
Межмашинный интерфейс
СТАНЦИЯ
Интерфейс станции
Модуль взаимодействия
К коммуникационной сети
Рис. 4.3.3. Вариант 1 логической структуры многомашинной абонентской
системы.
13
ТЕРМИНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АБОНЕНТСКОЙ СИСТЕМЫ
ЭВМ
ЭВМ
ЭВМ
Межмашинный интерфейс
Функции станции выполняются в
мультиплексоре или
концентраторе, с которым
каналы ввода/вывода ЭВМ
связаны через межмашинный
интерфейс.
Межмашинный интерфейс
МУЛЬТИПЛЕКСОР или
КОНЦЕНТРАТОР
Модуль взаимодействия
К коммуникационной сети
Рис. 4.3.4. Вариант 2 логической структуры многомашинной абонентской
системы.
Терминальное
оборудование (ТЕ2)
Терминальные
адаптеры (ТА)
ТЕ2
ТА
ТЕ2
ТА
ТЕ2
ТА
R
Сетевая оконечная станция (NT2)
NT2
S
Терминальный адаптер реализуется в виде
отдельного устройства, либо платы ПЭВМ
Рис. 4.3.5. Конфигурация абонентской системы с подключением
терминального оборудования через терминальные адаптеры.
14
Уровни
ЭМВОС
7
6
Реализуются протоколы
5
уровней 4-7 ЭМВОС
4
2R
1R
Основные функции,
выполняемые
интерфейсными
процессами
терминального
адаптера:
• согласование
скоростей передачи
блоков данных,
• преобразование
форматов блоков
данных,
• АЦП и ЦАП.
R
1R
2R
2S
1S
Специальный
Физический
Специальный
Канальный
Интерфейсные
процессы
Специальный
Канальный
Специальный
Физический
Терминальный
адаптер (TA)
S
1S
2S
Реализуются протоколы
уровней 1-3 сети ISDN
Прикладные
процессы
Прикладной
Представительный Терминальное
Сеансовый
оборудование
Транспортный
(TE2)
Специальный
Канальный
Специальный
Физический
3
2
1
Специальный
Физический
Специальный
Канальный
Сетевой
Канальный
Физический
Сетевая
оконечная
станция (NT2)
Т
Рис. 4.3.6. Логическая структура абонентской системы с терминальным
адаптером.
15
Лекция 5. Логическая структура коммуникационных сетей с
маршрутизацией данных.
•
•
•
•
Компоненты логической структуры "узловая сеть":
Узел коммутации (switching node) или узловой коммутатор –
ретрансляционная система, связанная с двумя или более магистральными
каналами. Обеспечивает маршрутизацию (выбор пути, т.е. одного из
магистральных каналов, с которыми она связана, и передачу по этому
пути) поступающих на неё данных.
Магистральный канал (trunk) – физический канал (или линия –
несколько физических каналов), связывающий между собой два смежных
узловых коммутатора;
Абонентский канал (subscriber channel)– физический канал,
связывающий между собой абонентскую систему и узел коммутации;
Интерфейсы: абонентский, внутренний (межузловой), внешний
(межсетевой).
В другие сети
Узловая подсеть 3
Узловая подсеть 1
АС1
АСq
УК1
АС1
АСk
АС1
УК2
АСr
УК3
Узел Коммутации
Внутренний интерфейс
Магистральный канал
Абонентский интерфейс
Внешний интерфейс
УК4
АС1
Абонентский канал
АСt
КОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ
Рис. 5.2.1. Логическая структура узловой коммуникационной сети.
16
Узловая
коммуникационная
сеть S11 ранга 1
Узловая
коммуникационная
сеть S01 ранга 0
Узловая
коммуникационная
сеть S02 ранга 0
Опорная сеть (Backbone)
УК
УК
УК
АсС Ассоциативные (ретрансляционные) АсС
системы
Узловая
коммуникационная
сеть S12 ранга 1
Узловая
коммуникационная
сеть S13 ранга 1
Узловая
коммуникационная
сеть S21 ранга 2
Узловая
коммуникационная
сеть S22 ранга 2
Узловые коммуникационные сети ранжированы (упорядочены) по
скорости межсетевого обмена (ранг 0 соответствует наивысшей скорости)
Рис. 5.2.2. Логическая структура коммуникационной сети с опорной сетью.
Топология коммуникационной сети с маршрутизацией данных определяется
видом графа, вершинами которого являются узловые коммутаторы, а дугами –
магистральные каналы.
Часто используется в простых
локальных подсетях
АС
АС
УК
АС
АС
Рис. 5.2.3. Звёздообразная топология.
17
УК
УК
УК
УК
УК
УК
Рис. 5.2.4. Ячеистая топология.
Ячеистую и кольцевую топологию часто имеют
опорные сети (backbone) Ш-ЦСИС (B-ISDN)
корпоративных сетей.
АС
АС
УК
УК
УК
УК
УК
УК
АС
АС
Рис. 5.2.5. Кольцевая топология.
Древовидная топология часто используется в качестве
концентратора информационных потоков для подсоединения к
магистральным каналам с высокой пропускной способностью
АС
АС
УК
УК
УК
УК
УК
УК
УК
Рис. 5.2.6. Древовидная топология.
18
Основные методы коммутации в сетях с маршрутизацией. Таблица 5.3.1.
Уровни
ЭМВОС
Одноуровневые методы
1
Коммутация каналов фиксированная (кросс-коммутация – (Cross
1
Connecting (CC))
Коммутация каналов на время сеанса связи (Circuits Switching –
1
(CS)
Двухуровневые методы
1-2
Быстрая коммутация пакетов (Fast Packet Switching – (FPS))
1-2
Интегральная коммутация
1-2
Коммутация ячеек (Асинхронный метод доставки (АМД)–
1-2
Asynchronous Transfer Mode (ATM))
Трёхуровневые методы
1-3
Коммутация пакетов (Packet Switching) без установления
1-3
соединений (датаграммный метод)
Коммутация пакетов с виртуальным вызовом
1-3
Коммутация пакетов с установлением виртуальных каналов
1-3
Коммутация пакетов с установлением виртуальных соединений
1-3
1-2,
Смешанная коммутация каналов и пакетов
1-3
Семиуровневые методы
1-7
Коммутация сообщений (Store and Forward (SF))
1-7
Методы
При коммутации каналов:
• узловые коммутаторы относительно просты (обслуживают только один
– физический уровень ЭМ ВОС, не требуется ЗУ);
• обеспечивается
высокая надёжность (достоверность) доставки
сообщений,
• обеспечивается временная прозрачность доставки сообщений, т.е.
отсутствуют дополнительные (не связанные с временем распространения
электромагнитных колебаний) задержки доставки сообщений,
• но низкая (обычно) эффективность использования канала (высокий
процент времени, в течение которого по каналу не передаются данные).
19
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
При коммутации сообщений:
сложные узловые коммутаторы (обслуживают все семь уровней ЭМ ВОС,
требуется ЗУ);
обеспечивается достаточно высокая надёжность (достоверность) доставки
сообщений (за счёт переспроса),
большие задержки доставки сообщений,
более высокая (по сравнению с коммутацией каналов) эффективность
использования канала.
При коммутации пакетов:
узловые коммутаторы средней сложности (обслуживают три уровня ЭМ
ВОС, требуется ЗУ не очень большой емкости);
более высокая (по сравнению с коммутацией сообщений) эффективность
использования канала. обеспечивается достаточно высокая надёжность
(достоверность) доставки сообщений (за счёт переспроса),
при дейтаграммном способе меньшая (по сравнению с коммутацией
сообщений) надёжность доставки сообщений,
при дейтаграммном способе меньшие (по сравнению с коммутацией
сообщений) задержки доставки сообщений,
при коммутации пакетов с установлением виртуального соединения высокая
(и более высокая, чем при дейтаграммном способе) надёжность доставки
сообщений,
при коммутации пакетов с установлением виртуального соединения более
высокие (чем при датаграммном способе) и более низкие (чем при
коммутации сообщений) задержки доставки сообщений.
k+1
k
a)
t
Данные
Заголовки пакетов
b)
Зп
t
Зп
Пакеты
Заголовки кадров
c)
Зк
Пакет k+1 Зк Пакет k
Ф
Кадр k+1
t
Кадры
t
Битовая
последовательность
Флаги (01111110)
d)
Ф Кадр k
Рис. 5.3.1. Иллюстрация передачи кадров
20
Пакет АС1
Пакет АС2
Пакет АС1
Пакет АС2
Каналы
1 2
N
Ткан
Тпак
Каналы
1 2
Тпак
Тп
N
t
Ткан
Тп
Рис. 5.3.2. Временные соотношения при смешанной коммутации каналов и
пакетов
Способ коммутации определяет логическую структуру узлового коммутатора
(обслуживаемые
уровни,
протоколы)
и
интерфейсы
узловой
коммуникационной сети
Стандартные интерфейсы коммуникационной сети. Таблица 5.3.2.
Название
интерфейса
Абонентский
(между АС и УК)
Внешний
(между разными
узловыми
коммуникационными
сетями (подсетями))
Внутренний
(между узловыми
коммутаторами одной
узловой сети)
Наименование стандарта
Рекомендация X.25 MKKTT1: CCITT Document
AP VIII-58-E. Recommendation X.25.Interface
between Data Terminal Equipment (DTE –ООД
(Оконечное Оборудование Данных) and Data
Circuit-Terminated Equipment (DСE - -АПД
(аппаратура передачи Данных ) for terminals
operating in the Packet Mode on Public Data
Networks.June,1985.1
Рекомендация X.75 MKKTT: CCITT Document
AP VII-10-E. Recommendation X.75. Terminal
and Transit Call Control Procedures and Data
Transfer System on International Circuits between
Packet Switched Data Networks. Geneva, 19801.
Различные стандарты. Часто используются
Видоизменённые рекомендации X.75 MKKTT2.
1. Каждый интерфейс охватывает три нижних уровня ЭМ ВОС
2. Имеется современная версия (1988) для применения
информационных сетях и для электронной почты
21
в
локальных
Лекция 6. Логическая структура коммуникационных сетей с
селекцией данных и смешанных сетей.
Типы сетей с селекцией информации.
Таблица 6.1.1.
Моноканал
Циклическое кольцо
Одноканальные
Смешанные (ассоциация моноканала и
циклического кольца)
Поликанал
Многоканальные Многоканальное циклическое кольцо
Смешанные многоканальные
Нескольких параллельных каналов используют для повышения
надёжности и (или) увеличения пропускной способности.
Интерфейс
блока доступа
К абонентским системам
Абонентские звенья
Блоки доступа
БлД
БлД
БлД
Общее звено
Рис. 6.1.1. Фрагмент логической структуры типа "моноканал".
22
К системе
Абонентское
звено
БЛОК ДОСТУПА
•
Сопряжение
с абонентским звеном
•
•
Логическая часть
•
Сопряжение с физической
средой
•
Общее звено
Выполняемые функции :
приём сигналов из общего
звена, предварительная
обработка и передача их своей
системе;
передача сигналов из системы
в общее звено;
диагностика неисправностей
блока доступа и передача
сообщений о неисправности
"своей" системе;
отключение (иногда –
шунтирование) неисправного
блока доступа от общего
звена;
дополнительные функции,
определяемые методом
множественного доступа.
Рис. 6.1.2. Структура блока доступа.
АС
Абонентские
системы
АС
К
АС
АС
к абонентским
системам
Концентраторы
К
Абонентские звенья
Интерфейс блока доступа
БлД
Т
П
БлД
БлД
Блоки доступа
Повторители
БлД
П
Общее звено
Т
Интерфейс общего звена
Терминаторы
Рис. 6.1.3. Моноканал с топологией "распределённая звезда".
23
АС1
Абонентское звено
Абонентская система
БлД
Сегмент общего звена
Шунтирующий ключ
АС2
БлД
БлД
АС4
Интерфейс кольца
БлД
Блок доступа
АС3
Рис. 6.1.4. Структура простейшего циклического кольца.
Абонентские системы
Отключает
(шунтирует)
неисправный
блок доступа
АС
АС
АС
АС
БлД
БлД
БлД
БлД
Блоки доступа
Дуги
Переключающий концентратор
Рис. 6.1.5. Структура циклического кольца с переключающим
концентратором.
24
БлД
БлД
БлД
БлД
a) Нормальный режим
• Два общих звена в
нормальном режиме работают
БлД
параллельно.
• При разрыве одного
Разворот
общего звена сигналы
БлД
БлД
продолжают передаваться по
другому звену.
• При разрыве двух общих
звеньев они превращаются в
БлД
Разрыв
одно кольцо (блоки доступа,
Разворот
сегмента
примыкающие к сегменту
разрыва, обеспечивают
разворот сигналов).
b) Аварийный режим
Рис. 6.1.6. Структура двойного циклического кольца.
Информационная
сеть 1
Информационная
сеть 2
Интерфейс сети 2
Интерфейс сети 1
АсС1
Информационная
сеть 4
Информационная
сеть 3
Интерфейс сети 3
Интерфейс сети 4
АсС3
Информационная
сеть 5
Информационная
сеть 6
Интерфейс сети 5
Интерфейс сети 6
Рис. 6.2.1. Ассоциация шести информационных сетей.
25
АсС2
Коммуникационная
подсеть 1
Интерфейс подсети 1
АсС1
Интерфейс подсети 3
Интерфейс подсети 2
Коммуникационная
подсеть 2
АсС2
Опорная сеть
АсС3
Коммуникационная
подсеть 3
Интерфейс опорной сети
Рис. 6.2.2. Пример комбинированной коммуникационной сети.
Лекция 7. Логическая структура ретрансляционной системы.
Основное назначение ретрансляционных систем:
• коммутационных систем – коммутация и маршрутизация данных в
узловых сетях.
• ассоциативных систем (иначе называемых мультисетевыми
системами)– объединение сетей с различной архитектурой, каждая
из которых имеет полную автономию и свои средства управления.
Типы ретрансляционных систем.
Таблица 7.1.1.
Ретрансляционные системы
Уровни
Ассоциативные
Коммутационные
ЭМВОС
(мультисетевые)
Узел коммутации каналов
Повторитель (Repeater),
1
(Circuit Switching Node)
Концентратор (Hub)
Узел интегральной коммутации
Мост (Bridge),
1-2
(Integrated Switching Node)
Коммутатор (Switch)
• Узел коммутации пакетов
(Packet Switching Node)
1-3
Маршрутизатор (Router)
• Узел смешанной коммутации
(Mixed Switching Node)
Узел коммутации сообщений
1-7
Шлюз (Gateway)
(SF Switching Node)
Логическая структура ретрансляционной системы – это её представление
(модель) в виде совокупности взаимосвязанных логических элементов,
каждый из которых соответствует одной или группе функций этой
системы.
26
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
УПРАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ
Выполняет
основные функции
Выполняет
дополнительные функции
Административные и
прикладные процессы
управления
7
Уровни
ЭМ ВОС
s+1
Интерфейсный процесс
F – набор
протоколов
уровней 1…s
B – набор
протоколов
уровней 1…s
s
Уровни
ЭМ ВОС
1
Порты физического
1
канала
A
B
F
n
Физические средства соединения
(магистральные и абонентские каналы) типов A,…,F
Рис 7.2.1. Графическая модель логической структуры
ретрансляционной системы (n ≥ 2, 1 ≤ s ≤ 7).
Физические процессы
Физический
уровень
ЭМ ВОС
1
A
B
F
n
Физические средства соединения
(магистральные и абонентские каналы) A,…,F
Рис 7.3.1.Графическая модель основной части логической структуры
узла коммутации каналов.
27
Узел коммутации каналов (circuit switching node) - ретрансляционная
система, устанавливающая по вызову соединение последовательностей
каналов между партнерами на все время сеанса.
Узел коммутации пакетов (packet switching node) - ретрансляционная
система, распределяющая блоки данных в соответствии с их адресацией.
Сетевые процессы
Сетевой уровень
Канальный уровень
Физический уровень
ЭМ ВОС
1
A
B
F
n
Физические средства соединения
(магистральные и абонентские каналы) A,…,F
Рис 7.3.2.Графическая модель основной части логической структуры
узла коммутации пакетов.
Узел смешанной коммутации (mixed switching node) - ретрансляционная
система, обеспечивающая как коммутацию каналов, так и коммутацию
пакетов.
Сетевые процессы
3
3
Физические процессы
2
1
1
A
2
1
1
Сетевой уровень
Канальный уровень
Физический уровень
F
Рис 7.3.3.Графическая модель основной части логической структуры
узла смешанной коммутации.
28
Прикладные
процессы
7
III
6
Функции
управления
системой
5
ПРОФИЛЬ
ПРОТОКОЛОВ
Уровни ЭМВОС
4
3
3
2
2
1
1
II
1
I
ФИЗИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СОЕДИНЕНИЯ
Рис 7.3.4. Графическая модель общей логической структуры узла
смешанной коммутации.
Концентратор (Hub) или многопортовый повторитель − это
ретрансляционная система, которая усиливает и регенерирует сигнал,
действующий в приёмном порту одного из каналов, и повторяет его на
входных (приёмных) портах остальных каналов.
Двухканальный концентратор называется повторителем (repeater).
Приёмный
порт R
Передающий
порт T
Физический
уровень ЭМ ВОС
1
2
m
n
Физические каналы
Рис 7.3.5. Графическая модель основной части логической структуры
концентратора − многоканального (многопортового) повторителя.
Мост (bridge) - ретрансляционная система, соединяющая два канала
передачи данных.
МОСТ
Канальные процессы
Канальный уровень 2В
2А Канальный уровень
Физический уровень 1В
1А Физический уровень
Физические средства соединения А
Физические средства соединения В
Рис 7.3.6.Графическая модель основной части логической структуры моста.
29
Адрес
Адрес РС-1
Адрес РС-10
Адрес РС-11
….
Сегмент
ЛИС-1
ЛИС-1
ЛИС-2
….
Канал А
ЛИС 1
Мост
2А
1А
2В
1В
2А 1А
Канал В
1В 2В
ЛИС 2
Общий канал
Рис.7.3.7. Соединение двух сетей двумя каналами через мост.
Мост, предназначенный для соединения частей одной системы,
называется адаптером.
Специфические функции выполняет мост в радиосети. Здесь он
обеспечивает взаимодействие двух радиоканалов, работающих на разных
частотах. Его именуют ретранслятором.
Коммутатор (switch) – это устройство или программа, осуществляющие
выбор одного из возможных направлений передачи данных.
ЛИС-коммутатор, АТМ-коммутатор (LAN-switch, ATM-switch) – это
устройство, обеспечивающее скоростное распределение блоков данных
между своими портами.
1 1*
4* 4
2 2*
5* 5
3 3*
6* 6
Порты
физических каналов
Рис 7.3.8. Графическая модель основной части логической структуры
коммутатора.
Маршрутизатор (router) – это ретрансляционная
соединяющая две коммуникационные сети либо их части.
30
система,
Сетевые процессы
3А
Сетевой уровень
Сетевой уровень
3B
2А
Канальный уровень
Канальный уровень
2B
1А
Физический уровень
Физический уровень
1B
Физические средства соединения А
Физические средства соединения B
Рис 7.3.9. Основная часть логической структуры маршрутизатора.
Маршрутизаторы
обеспечивают
соединение
административно
независимых коммуникационных сетей. Кроме того, маршрутизаторы
также используются при создании узла коммутации пакетов.
Шлюз (gateway) — это ретрансляционная система, обеспечивающая
взаимодействие двух информационных сетей.
ШЛЮЗ
Прикладные процессы
7А Прикладной уровень
Прикладной уровень
7В
6А Представительный уровень
Представительный уровень
6В
5А Сеансовый уровень
Сеансовый уровень
5В
4А Транспортный уровень
Транспортный уровень
4В
3А Сетевой уровень
Сетевой уровень
3В
2А Канальный уровень
Канальный уровень
2В
1А Физический уровень
Физический уровень
1В
Физические средства соединения А
Физические средства соединения B
Рис 7.3.10.Графическая модель основной части логической структуры
шлюза.
31
Лекция 8. Сетевые ресурсы.
Доступ к объединённым информационно-вычислительным ресурсам сети
обеспечивается путём предоставления пользователям сети (или (и)
прикладным процессам) определённых услуг (сервисов), называемых
сетевыми службами ( network service ).
Платформа – это функциональный блок (сложный объект), интерфейс и
сервис которого являются в иерархии функций основанием для
размещения на нем разнообразных процессов, объединённых какой-либо
целью.
к терминалам
к терминалам
АС1
АС2
АСk
АСn
Терминальный
ПП
Программы
пользователей
Программы
пользователей
Терминальный
ПП
Агент 1 службы
Агент 2 службы
Ядро службы
Агент n службы
Агенты службы
КОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ
Рис. 8.1.1. Структура сетевой службы.
Программы
пользователей
Ядро службы
Рабочая
(комбинированная)
система
Прикладные соединения
Терминальная
система
Агент 1 службы
Агент n службы
Терминальный
ПП
Программы
пользователей
Рабочая
система
Рис. 8.1.2. Логическое взаимодействие частей сетевой службы.
32
СЕРВЕРНЫЕ (рабочие или комбинированные) СИСТЕМЫ
Прикладные процессы
Программы
пользователя
Программы
пользователя
Программы
пользователя
Ядро службы 1
Ядро службы 2
Ядро службы М
Прикладные соединения
Агент службы 1
Прикладные процессы
Агент n службы М
2
Программы
пользователя
Агент службы 2
Терминальный прикладной процесс
АБОНЕНТСКАЯ СИСТЕМА
(рабочая или комбинированная)
Рис. 8.1.3. Логическая структура доступа абонентской системы
к M сетевым службам.
Для доступа к M различным службам абонентская система должна
иметь M соответствующих агентов этих служб.
ПРИКЛАДНЫЕ ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ
Конфигурация. Производительность.
Надёжность. Безопасность. Учёт.
7Б
SMASE
CMISE/CMIP
7А
Сервисный элемент
управления ассоциацией
(ACSE)
Основная БД
ООБ
Представительный уровень
БД
ОАУ
ООБ
Сеансовый уровень
БД
ОАУ
ООБ
Транспортный уровень
БД
ОАУ
ООБ
Сетевой уровень
БД
ОАУ
ООБ
Канальный уровень
БД
ОАУ
Физический уровень
БД
ОАУ
Рис.8.2.1. Структура управления информацией.
33
Управление конфигурацией — это совокупность средств, обеспечивающих
непрерывное функционирование служб взаимодействия систем в сети.
Эти средства выполняют:
• сбор и обработку сведений о фактическом состоянии сети и ее
компонентов;
• включение объектов в сеть и удаление их из сети;
• прием запросов и выдачу справок об объектах;
• присвоение имен управляемым объектам;
• создание и модификацию отношений между объектами;
• изменение состояний объектов.
Управление трафиком (производительностью сети) — это средства,
необходимые для эффективной и экономичной передачи блоков данных в
сети:
• обеспечивает бесперебойную доставку данных адресатам;
• осуществляет
проверку
фактической
загрузки
каналов
и
производительности сети;
• управляет очередями так чтобы, сократить время ожидания ресурсов и
избежать тупиковых ситуаций.
Управление надёжностью — это совокупность средств, инициируемых
при нарушениях нормальной работы сети.
Эти средства выполняют:
• тестирование и диагностику,
• анализ сведений об обнаружении отказов,
• действия, обеспечивающие восстановление нормального
функционирования;
Все отказы фиксируются в специальном файле.
Управление безопасностью — это средства, обеспечивающие безопасность
данных и защищающие ресурсы сети.
С этой целью осуществляются:
• шифрование и управление ключами расшифровки,
• идентификация пользователей,
• обслуживание и анализ файлов безопасности, включая выделение
случаев нарушения безопасности.
Управление учетом — совокупность средств, собирающих статистическую
информацию о работе ресурсов сети, об их стоимости, плате за их
использование.
34
Сетевая служба NMS предназначена как для управления одной сетью, так
и для обеспечения интегрального сетевого управления смешанными
сетями.
Ядро службы NMS располагается в административной системе,
предназначенной для управления сетью. Агенты управления находятся во
всех абонентских системах.
Сетевая служба FТАМ (FTAM network service) обеспечивает управление
файлами и доступ к ним.
Сетевая служба JTM (JTM network service) — это служба передачи
заданий и управления их выполнением.
Сетевая служба DS (DS network service) — это служба справочной
информации. Служба DS является вспомогательной, ибо предназначена
для создания каталогов, выдачи справок и отображения адресов сетевых
объектов (служб, баз данных, прикладных процессов и т.д.) в физические
адреса.
Объекты справочника
АП
Протокол системы
Протокол доступа
АС
Агент пользователя
Агент пользователя
АП
АС
АП
Агент сервиса
АС
Рис. 8.3.1. Структура справочной базы данных.
Сетевая служба EDI (EDI network service) – это служба обмена
электронными данными. Технология EDI, именуемая также сервисом
электронных писем, представляет собой стандартный и не зависимый от
платформ
способ
обмена деловыми
документами
(письмами,
предложениями на поставку, заказами, счетами, каталогами цен,
накладными и т.д.) между предприятиями, фирмами, учреждениями.
35
Агент
передачи
сообщений
Агент
передачи
сообщений
Р1
Р3
Агент
пользователя
Р3
Агент
пользователя
Р2
Рис. 8.3.2. Структура взаимодействия агентов сетевой службы MHS/MOTIS
7
Прикладной
уровень
6
5
Подуровень агентов пользователя
Подуровень агентов передачи
сообщений
Сервер надёжной передачи
Представительный
уровень
Сеансовый уровень
….. ……………………
…………………………………………….
Рис. 8.3.3. Структура уровней службы MHS/MOTIS.
Сетевая служба MMS (MMS network service) – это служба обмена
производственными сообщениями. MMS определяет передачу сообщений,
характерную
для
управления
технологическими
процессами,
выполняемыми автоматическими станками и роботами.
Сетевая служба ODA (ODA network service) — это служба, обеспечивающая обработку и передачу документов.
36
Дата
Раздел N
Отправитель
Рисунок
Адресат
Заголовок рисунка
Тема
Заключение
Раздел 1
Подпись
Раздел 2
Фамилия
Первая страница
Конечная страница
Рис. 8.3.4. Структура документа ODA.
Часть 2. Локальные информационные сети
Лекция 9. Общая характеристика локальных информационных
сетей.
ЛОКАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ
Бытовые
Организаций
Производственные
Групповые
Объединяют различные компьютерные средства, используемые в быту: ПЭВМ, ТВ,
Видео, Аудио, кухонную и
другую аппаратуру с микропроцессорным управлением.
ЛИС отдела, кафедры,
лаборатории, научной
группы, общежития
("кампуса") и т.п.
Объединяют АСУ
ТП, комплексы
роботов, АРМ и
т.п.
Рис. 9.1.1. Классификация ЛИС по назначению.
37
Таблица 9.1.1.
СРАВНЕНИЕ ТОПОЛОГИЙ
ЛОКАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ
Топология
Достоинства
Недостатки
• Возможность использовать
• Отказ узла приводит к
разные типы кабелей на
отказу (возможно
разных участках сети
кратковременному) всей
сети
Кольцо
• Ретрансляция в
промежуточных узлах
позволяет увеличить
протяженность сети
• Устойчивость работы сети к
• Малая протяжённость
возможным отказам узлов
• Невозможность
использования
Магистраль • Лёгкость реконфигурации и
различных типов кабеля
наращивания
на разных участках сети
• Гибкость и экономичность.
• Упрощение сетевых
• Надёжность сети
адаптеров
зависит существенно от
надёжности
• Возможность использовать
Звёзда
центрального узла.
разные типы кабелей на
разных участках сети
Таблица 9.2.1.
МЕТОДЫ ДОСТУПА
Детерминированные
Недетерминированные
Метод опроса (Polling)
МДКН/ОК [МДКН/ОС] - CSMA/CD
Метод передачи права (Token МДКН/ПК [МДКН/ПС] - CSMA/CA
Passing M
ultiple Access)
Метод кольцевых слотов (Slotted ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
Ring Multiple Access)
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
• МДКН/ОК – Множественный Доступ с Контролем Несущей и Обнаружением
Коллизий (Столкновений) CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access/ Collision
Detection
• МДКН/ПК - Множественный Доступ с Контролем Несущей и Предупреждением
Коллизий (Столкновений) CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access/ Collision
Avoidance
38
Канальный уровень ЭМ ВОС
802.10. Security
802.2 Logical Link Control
802.1. Management
802. Overview & Architecture
Подуровень LLC (управления логическим каналом)
802.1 Bridging
Подуровень MAC(управления доступом к среде)
802.3
Medium
Access
802.6
Medium
Access
802.11
Medium
Access
802.15
Medium
Access
802.16
Medium
Access
802.3
Physical
802.3
Physical
802.3
Physical
802.3
Physical
802.3
Physical
Физический уровень ЭМ ВОС
Рис. 9.3.1. Структура семейства стандартов ANSI/IEEE 802.х (ISO/IEC 8802x)
Состав семейства стандартов IEEE 802.х
802
802.1
802.2
802.3
802.4
802.5
802.6
Overview and Architecture.
LAN/MAN Management
Logical Link Control
CSMA/CD Access Method and
Physical Layer Specifications
Таблица 9.3.1.
Краткий обзор и Архитектура
Управление ЛИС и МИС
Управление логическим каналом
Метод доступа CSMA/CD и
спецификации физического
уровня
Token Passing Bus Access Method Метод доступа к магистрали с
and Physical Layer Specifications
передачей права и
спецификации физического
уровня
Token Ring Access Method and
Метод доступа с передачей
Physical Layer Specifications
права по кольцу и спецификации
физического уровня
Distributed Queue Dual Bus Access Метод доступа DQDMA и
Method and Physical Layer
спецификации физического
Specifications
уровня
39
Продолжение
802.7
802.9
802.10
802.11
802.12
802.14
802.15
802.16
Таблица 9.3.1.
IEEE Recommended Practice for
Broadband Local Area Networks
Integrated Services (IS) LAN
Interface at the Medium Access
Control (MAC)
Interoperable LAN/MAN Security
Wireless LAN Medium Access
Control (MAC) and Physical Layer
Specifications
Demand Priority Access Method,
Physical Layer and Repeater
Specifications
Standard Protocol for Cable-TV
Based Broadband Communication
Network
Wireless Medium Access Control
(MAC) and Physical Layer (PHY)
Specifications for: Wireless
Personal Area Networks.
Air Interface for Fixed Broadband
Wireless Access Systems.
Рекомендации IEEE для
широкополосных ЛИС
Интерфейс ЛИС и цифровых
сетей с интеграцией служб на
подуровне MAC
Безопасность ЛИС и ГИС
Cпецификации подуровня МАС
и физического уровня
беспроводных ЛИС
Метод доступа по приоритету
требования и спецификации
повторителя
Стандартный протокол для
кабельного ТВ, основанного на
широкополосной системе связи
Cпецификации для подуровня
МАС и физического уровня
беспроводных персональных ИС
(ПИС)
Воздушный интерфейс для
широкополосных систем
беспроводного доступа систем
фиксированной связи
Структура подуровня LLC логического управления каналом Таблица 9.3.2.
LLC − Logical Link Control
(Подуровень логического управления каналом)
Режим LLC1
Режим LLC2
Режим LLC2
Процедура без
Процедура с
Процедура без
установления
установлением
установления
соединения и без
соединения и
соединения, но с
подтверждения
подтверждением
подтверждением
Использование того или иного режима работы уровня LLC
зависит от стратегии, использованной в стеке протоколов,
работающих выше этого уровня
40
Шина
(магистраль)
Среда передачи
Топология
41
5
4 ("правило
5×4×3")
5
4 ("правило
5×4×3")
−
−
30(29)/90(87) /1024
925
2500
500 (250×2)
Пара (×2)
аналоговой
телефонии
Звезда (hub),
Дерево
МДКН/ОК
1
1Base5*
−
−
−
33(FP), 2 (FB,
FL)/1024
2500
(2740 для FB)
Звезда (hub),
Дерево
1000 (FP)
2000 (FB, FL)
Многомодовый оптический кабель
МДКН/ОК
10
10Base-F
(F,FP,FB, FL)
5(число уров- 4 ("правило 4 4 (5 для FB)
ней каскади- hub")
рования hub)
32/1024
500
100
Витая пара
(UTP Cat 3,
4, 5) (×2)
Звезда (hub),
Дерево
МДКН/ОК
10
10Base-T
Таблица 10.1.1.
/1024
2800 − 1 каб.
3600 − 2 каб. 2500
(1800×2)
−
100(99)/
300(297)
185
500
Коаксиал для
КАТВ, W=75
Ом.(×1, ×2)
Шина
Шина
(магистраль) (магистраль)
МДКН/ОК
10
10Broad36*
*) Не рекомендуется для новых установок. С 2003 г. не поддерживаются
добавления в стандарт и его модификации.
Макс. число узлов
в сегменте/сети
Макс. число
коакс. сегментов
Макс. число
репитеров между
любыми узлами
Макс. длина
сегмента, [м]
Макс. длина сети
между узлами (с
репитерами), [м]
Коаксиал
Коаксиал
10 mm, W=50 5 mm, W=50
Ом;RG8,RG11 Ом;RG58
МДКН/ОК
МДКН/ОК
Метод доступа
10
10Base2
10
10Base5*
Стандарт IEEE 802.3 – 2005. Section 1.
Скорость передачи, R0, [Мбит/с]
Характеристики
Основные характеристики сети Ethernet
Лекция 10. Основные типы локальных информационных сетей.
Канальный уровень ЭМ ВОС
Подуровень управления логическим каналом LLC
или другой клиент MAC
Необязательный подуровень MAC Control
Подуровень управления доступом к среде MAC
PLS
RS
RS
RS
RS
MII
MII
GMII
XGMII
PLS
PCS
PCS
PCS
AUI
AUI
PMA
PMA
PMA
PMA
PMA
PMD
PMD
PMD
MDI
MDI
MDI
MDI
MDI
Среда
1 Мбит/c,
10 Мбит/c
Среда
10 Мбит/c
Среда
100 Мбит/c
Среда
1 Гбит/c
Среда
10 Гбит/c
MAU
PHY
Физический уровень ЭМ ВОС
AUI
Attachment Unit Interface
GMII
LLC
MAC
MAU
MDI
MII
PCS
PHY
PLS
PMA
Implementation MII for 1Gb/s
Logical Link Control
Media Access Control
Medium Attachment Unit
Medium Dependent Interface
Medium Independent Interface
Physical Coding Sublayer
Physical Layer Device
Physical Layer Signaling
Physical Medium Attachment
Physical Medium Dependent
PMD
Reconciliation Sublayer
RS
XGMII Implementation MII for 10Gb/s
Интерфейс устройства, присоединяемого
к среде
Реализация MII для 1 Гбит/с
Управление логическим каналом
Управление доступом к среде
Устройство, присоединяемое к среде
Интерфейс, зависящий от среды
Интерфейс, независящий от среды
Подуровень физического кодирования
Устройство физического уровня
Сигнализация физического уровня
Подуровень присоединения к
физической среде
Объект, зависящий от физической среды
Подуровень согласования
Реализация MII для 10 Гбит/с
Рис. 10.1.1. Логическая структура протоколов стандарта
IEEE 802.3-2005
42
Приёмник
Концентратор (Hub)
Передатчик
R
R
T
T
R
Разъём RJ-45
T
Витая пара
T
R
T
PC
R
T
PC
Разъём RJ-45
Сетевой адаптер
R
PC
Рабочая станция
Рис. 10.1.2. Топология "звезда" сети Ethernet (1Base5, 10Base-T).
Корневой концентратор
Концентратор 1
Концентратор 2
Концентратор 32
РС
РС
РС
РС
РС
РС
Рис. 10.1.3. Иерархическая конфигурация сети стандарта Ethernet 10 Base-T,
содержащей максимальное число (1024) рабочих станций.
Основные характеристики сети Arcrnet.
Стандарт
Метод доступа
Топология
Среда передачи
Скорость передачи, R0 [Мбит/с]
Максимальная протяженность, [км]
Максимальное число узлов
43
Таблица 10.2.1.
IEEE 802.4
Передача права
Дерево
Магистраль
Коаксиальный кабель
Витая пара (UTP cat.1, 3)
2.5
6.6.
255
Основные характеристики сети Token Ring.
Таблица 10.3.1.
IEEE 802.5/ISO 8802-5
Стандарт
Передача права
Метод доступа
(с приоритетом)
Кольцо
Топология
Кольцо из звёзд
Оптический кабель
Среда передачи
Витая пара (UTP cat.1,5)
Витая пара (STP Type 1)
Скорость передачи, R0 [Мбит/с]
4 (16)
Максимальная протяженность, [м]
4 000
Длина соединительного кабеля, [м]
100 (STP)/ 45 (UTP)
260 (STP)/72 (UTP)
Максимальное число узлов
Вход (In) Выход (Out)
РС
РС
РС
РС
РС
РС
Рабочие
станции
Шунт
Концентраторы
(MSAU-Multi-Station Access Unit)
Рис. 10.3.1. Конфигурация сети Token Ring.
Лекция 11. Высокоскоростные локальные информационные сети.
Основные характеристики сети FDDI.
Стандарт
Метод доступа
Топология
Среда передачи
Скорость передачи, R0 [Мбит/с]
Максимальная протяженность, [км]
Максимальное число узлов
Максимальное расстояние между
узлами, [км]
44
Таблица 11.1.1.
ANSI/FDDI, ISO 9314
По приоритету требования
Двойное кольцо деревьев
Оптоволокно,
Витая пара (UTP cat. 5)
100
200 км (100 км. на кольцо)
500
2
Канальный уровень ЭМ ВОС
Подуровень управления логическим каналом LLC
Подуровень управления доступом к среде MAC
Подуровень, независимый от среды PHY (Physical)
Подуровень, зависимый от среды PMD
(Physical Media Dependent)
Уровень
управления
станцией
SMT (System
Management)
Физический уровень ЭМ ВОС
Рис. 11.1.1. Структура протоколов сети FDDI.
Основные характеристики сети Fast Ethernet 100Base-T. Таблица 11.2.1.
Характеристика
Стандарт IEEE 802.3 – 2005. Section 2
100 Base FX
100 Base TX
100 Base T4
Скорость
100
передачи, Мбит/с
Логическое
4B/5B
кодирование
Метод доступа
МДКН/ОК
Топология
Звезда, дерево
100
100
4B/5B
8B/6T
МДКН/ОК
МДКН/ОК
Звезда, дерево
Звезда, дерево
Неэкранированная
витая пара (×2)
Многомодовое
Неэкранированная
UTP cat. 5,
Среда передачи
оптоволокно (×2)
витая пара (×4)
экранированная
62.5/125 мкм
UTP cat. 3
витая пара (×1)
STP Type 1
Максимальная
412 м (ПД*)
100 м
100 м
длина сегмента
2000 м (Д*)
*) ПД − полудуплексный режим, Д − дуплексный (полнодуплексный) режим.
45
Канальный уровень. Описывается
протоколами IEEE 802.3 - 2005. Sec. 1,
совпадающими с IEEE 802.3 - 2005. Sec. 2
Подуровень LLC
Подуровень MAC
Подуровень согласования
(reconciliation)
Физический уровень
Независимый от среды интерфейс
(Media Independent Interface, MII)
100 Base-FX
100 Base-TX
100 Base-T4
Физ. среда
Физ. среда
Физ. среда
Многомодовое
оптоволокно
2 волокна
2 пары
UTP категории 5 или
STP Type 1
4 пары
UTP
категории 3,
4, 5
Устройство физического уровня
(Physical Layer Device, PHY)
Описывается протоколами IEEE
802.3 - 2005. Sec. 2
Рис. 11.2.1. Логическая структура сети Fast Ethernet 100 Base-T.
Основные характеристики сети 100VG – AnyLan.
Таблица 11.2.2.
IEEE 802.12
100 (25×4)
Приоритет требования
Звезда, дерево
Неэкранированная витая
Среда передачи
пара (×4) UTP cat. 3, 4, 5*
Максимальная длина сети, [м]
8000
Максимальная длина сегмента, [м]
100
Ethernet / Token Ring
Формат кадра (поддерживаемый)
*) В настоящее время имеются стандарты для следующих видов
физической среды передачи:
• Неэкранированная витая пара UTP cat. 5 (×2),
• Экранированная витая пара STP Type 1 (×2),
• Многомодовое оптоволокно (×2).
Стандарт
Скорость передачи, R0 [Мбит/с]
Метод доступа
Топология
46
Уровень 1
Корневой концентратор
Концентратор
100VG AnyLan
Конвертор
Ethernet 10/100
Мост
PC
PC
Концентратор
100VG AnyLan
Концентратор
100VG AnyLan
PC
PC
PC
PC
Уровень 2
PC
Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM
Рис. 11.2.2. Конфигурация сети 100VG – AnyLan.
Корневой концентратор
Уровень 1
Восходящий порт
(Up-link Port)
0
Нисходящие порты
(Down-link Ports)
1
РС
2
3
N
РС
РС
Уровень 2
0
1
РС
2
3
N
РС
РС
Рис. 11.2.3. Круговой опрос портов концентраторами сети 100VG – AnyLAN.
47
Основные характеристики сети Gigabit Ethernet
Характеристики
Таблица 11.3.1.
Стандарт IEEE 802.3 – 2005. Section 3.
1000Base-LX 1000Base-SX 1000Base-CX 1000Base-T
Скорость переда1000
чи, R0, [Мбит/с]
Метод доступа,
CSMA/CD
Режим (Д, ПД)
Д/ПД
Среда передачи ММОВ−11
(×2)
ММОВ−22
(×2)
ОМОВ3(×2)
Звезда (hub),
Топология
Дерево
Макс. длина
316 (ПД)
сегмента, [м]
3000 (Д)
Макс. длина
сети (с одним
200
повторителем),
[м]
Макс. число
2
узлов в сегменте
Логическое
8B/10B
кодирование
1000
1000
1000 (250×4)
CSMA/CD
Д/ПД
ММОВ−11
(×2)
ММОВ−22
(×2)
CSMA/CD)
Д/ПД
СЭСК4 (×2)
CSMA/CD
ПД/ Д5
Неэкранированная витая
пара UTP
cat. 5 (×4)
Звезда (hub), Звезда (hub), Звезда (hub),
Дерево
Дерево
Дерево
316 (ПД)
25
100
3000 (Д)
200
50
200
2
2
2
8B/10B
8B/10B
8B/4Q6
ММОВ−1 − Многомодовое оптоволокно 62.5/125 мкм.
ММОВ−2 − Многомодовое оптоволокно 50/125 мкм.
ОМОВ − Одномодовое оптоволокно 10/125 мкм.
СЭСК − Специальный экранированный симметричный кабель
Дуплексный режим возможен при использовании специальных
гибридных схем и подавителей (используется одна и та же среда для
передачи и приёма).
6) При кодировании 8B/4Q каждые 8 битов данных отображаются в 4
символа, каждый из которых может принять одно из 5-и возможных
значений {−2, −1, 0, +1, +2} .
1)
2)
3)
4)
5)
48
Основные характеристики сетей 10 Gigabit Ethernet
Стандарт
Характеристики
Назначение
Скорость передачи
Тип кодирования
Среда передачи
Длина волны, нм
Макс. длина
сегмента, м
Макс. длина сети, м
Стандарт
Характеристики
Назначение
Скорость передачи
Тип кодирования
Среда передачи
Длина волны, нм
Макс. длина
сегмента, м
Макс. длина сети, м
Таблица 11.4.1.
IEEE 802.3-2005. Section 4
10GBase-LR
10GBase-SR
10GBase-ER
Создание транзитных участков высокоскоростных ЛИС
10 Гбит/с
64B/66B
ММОВ
ММОВ−1,
ММОВ−1,
ММОВ−2
ММОВ−2
1310
850
1550
32 (ММОВ−1)
300 (ММОВ−2)
10 000
40 000
IEEE 802.3-2005. Section 4
10GBase-LW
10GBase-SW
10GBase-EW
Работа совместно с ГИС (WAN)
SONET STS-192c/SDH VC-4-64c
10 Гбит/с
64B/66B
ММОВ
ММОВ
ММОВ
1310
850
1550
32 (ММОВ−1)
300 (ММОВ−2)
10 000
10 000
40 000
IEEE 802.3an2006
Характеристики
10GBase-LX4
10GBase-CX4
10GBase-T
Сегменты сети
Назначение
Создание
Создание
оптоволоконных монтажных стоек, по топологии
«Звезда»,
кабельных
соединение РС с
использующие
участков
оптическими
разъёмы RJ-45
трансиверами
Скорость передачи
10 Гбит/с
DSQ128
Тип кодирования
8B/10B
8B/10B
(8 PAM-16)
Среда передачи
Специальный
UTP cat. 6, 7
ММОВ−1,
кабель (×4)
(×4)
ММОВ−2, ОМОВ
Длина волны, нм
1310
−
−
56 (cat. 6)
Макс. длина
300 (ММОВ−1)
15
100 (cat. 7)
сегмента, м
300 (ММОВ−2)
Макс. длина сети, м 10 000 (ОМОВ)
Стандарт
IEEE 802.3-2005. Section 4
49
Подуровень управления логическим каналом LLC
или другой клиент MAC
Необязательный подуровень MAC Control
Подуровень управления доступом к среде MAC
Подуровень согласования RS
XGMII
XGMII
XGMII
WIS
64B/66B PCS
8B/10B PCS
PMA
PMA
PMA
PMD
PMD
PMD
MDI
MDI
MDI
Среда
Среда
Среда
10GBase−W
10GBase−R
10GBase−X
64B/66B PCS
PHY
Физический уровень ЭМ ВОС
MDI
PCS
PHY
PMA
Medium Dependent Interface
Physical Coding Sublayer
Physical Layer Device
Physical Medium Attachment
Physical Medium Dependent
PMD
WAN Interface Sublayer
WIS
XGMII Implementation MII for 10Gb/s
PHY
Канальный уровень ЭМ ВОС
Интерфейс, зависящий от среды
Подуровень физического кодирования
Устройство физического уровня
Подуровень присоединения к
физической среде
Объект, зависящий от физической среды
Подуровень интерфейса ГИС (WAN)
Реализация MII для 10 Гбит/с
Рис. 11.4.1. Логическая структура 10 Gigabit Ethernet.
50
Data transfer service
Служба переноса
DTR концентратор
DTR концентратор
DTU
DTU
C-порт C-порт C-порт C-порт
C-порт C-порт C-порт C-порт
2
3
4
TKP или TXI
1
A
A
TKP
B
5
A
6
TXI
B
B
7
Классические TR концентраторы (MSAU)
A
TKP
A
Classic Token Ring Station
(TR Station)
B
Dedicated Token Ring (TR)
Station (DTR Station)
DTR Dedicated Token Ring
DTU Data Transfer Unit
TKP
Token Passing (Access
Protocol)
TXI
Transmit Immediate (Access
Protocol)
A
Классическая рабочая станция
Token Ring (Станция TR)
Рабочая станция TR c
закреплённым (выделенным)
каналом (Станция DTR)
Token Ring c закреплённым
каналом
Устройство Переноса Данных
Протокол доступа с передачей
права (классический TR
протокол доступа)
Протокол доступа с
немедленной передачей
51 с закреплёнными каналами.
Рис. 11.5.1. Структура сети Token Ring
Конфигурация 1
Конфигурация 2
Конфигурация 3
Конфигурация 4
Типы С - порта DTR концентратора
С – порт в
режиме "Порт",
использующий
протокол TXI
С – порт в
режиме
"Эмуляция РС",
использующий
протокол TXI
С – порт в
режиме "Порт",
использующий
протокол TKP
С – порт в
режиме
"Эмуляция РС",
использующий
протокол TKP
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Станция DTR,
использующая
протокол TXI,
или
С – порт в
режиме "Порт",
использующий
протокол TXI
TR Станция или
DTR Станция,
использующие
протокол TKP,
или С – порт в
режиме
"Эмуляция РС",
использующий
протокол TKP
TR Станция,
использующая
протокол TKP,
или С – порт в
режиме "Порт",
использующий
протокол TKP
С – порт в
режиме
"Эмуляция РС",
использующий
протокол TXI
Типы присоединяемых устройств (Attachment Types)
Рис. 11.5.2. Конфигурация сетей Token Ring с закреплёнными каналами.
Лекция 12. Пропускная способность локальных информационных
сетей.
Структура кадра сети Ethernet
Таблица 12.2.1.
Версия (кадра) Ethernet
802.3/802.2
Raw 802.3
Ethernet DIX
Ethernet
(Novell 802.2) (Novell 802.3) (Ethernet II)
SNAP*
nз [байт]
18
14
14
22
nд [байт]
46÷1496
46÷1500
46÷1500
46÷1492
nк [байт]
4
4
4
4
*) SNAP – SubNetwork Access Protocol (Протокол доступа к подсетям);
**) Значения, которые используются в последующих расчётах
Тип поля
52
Расчётные
значения**
17
46÷1497
4
Часть 3. Основы технологий Internet и Intranet.
Лекция 13. Глобальная информационная сеть Internet: история,
принципы построения, адресация.
Уровни
ЭМ ВОС
7 WWW
Gopher SNMP FTP telnet
Представительный 6 WAIS
Сеансовый
5
TCP
Транспортный
4
Прикладной
Сетевой
3
Канальный
2
Физический
Уровни стека
TCP/IP
Протоколы
IPv4
IPv6
ICMP
…
RIP
NFS
…
UDP
OSPF
ARP
I
Уровень
приложений
Основной
II (транспортный)
уровень
Уровень
III межсетевого
взаимодействия
Не регламентируются
Обеспечивается поддержка:
• стандартов ЛИС (Ethernet, Token Ring,
FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet …);
Уровень
• протоколы соединений "точка-точка" по
IV сетевых
1
коммутируемым каналам (SLIP, PPP);
интерфейсов
• протоколы ТИС с коммутацией пакетов (X
25, frame relay);
• технологии ATM в качестве транспорта
канального уровня
Рис. 13.2.1. Соответствие уровней стека протоколов TCP/IP уровням ЭМ
ВОС.
Некоторые протоколы семейства протоколов TCP/IP.
Протокол Английское название
1
2
Simple Network
SNMP
Management Protocol
File Transfer Protocol
FTP
telnet
Remote terminal
emulation
NFS
Network File System
Русское название
3
Простой протокол
управления сетью
Протокол переноса
файлов
Эмуляция удалённого
терминала
Сетевая файловая
система
53
Таблица 13.2.1.
Примечание
4
Приложение
Приложение
Приложение
Воспроизведение
функций удалённого
терминала программноаппаратными средствами
данного компьютера
Приложение
Продолжение
Таблица 13.2.1.
1
RPC
2
Remote Procedure Call
3
Удалённый вызов
процедур
SMTP
Simple Mail Transfer
Protocol
Transmission Control
Protocol
Простой протокол
переноса почты
Протокол управления
передачей
User Datagram Protocol
Протокол дейтаграмм
пользователя
TCP
UDP
IP (IPv4, Internet Protocol
IPv6)
(version 4, version 6)
Межсетевой протокол
(версия 4, версия 6)
Internet Control
Message Protocol
Routing
Information
Protocol
Open Shortest Path First
Протокол межсетевых
управляющих сообщений
Протокол сбора
маршрутной информации
-
ARP
Address Resolution
protocol
Протокол проверки
адресов
SLIP
Serial Line Internet
Protocol
PPP
Point to Point Protocol
ICMP
RIP
OSPF
54
4
Приложение для запуска
и исполнения программ
на удалённом
компьютере
Приложение
Передача протокольных
блоков данных уровня III
по виртуальному каналу
с установлением
соединения
Передача протокольных
блоков данных уровня II
по виртуальному каналу
без установления соединения (дейтаграммным
способом)
Основной протокол
уровня II межсетевого
взаимодействия
Выбор при маршрутизации первым такого канала, который соответствует кратчайшему пути
к адресату
Используется для
проверки соответствия
IP-адресов и Ethernetадресов.
Используется для связи
"точка-точка" по
коммутируемой линии
Используется для тех же
целей, что и SLIP, по
отношению к которому
является более совершенным (добавлена автоматизация и возможность дуплексной передачи данных, в том числе
и по разным протоколам)
IP-адрес ( 32 бит)
Network ID
Host ID
(идентификатор IP-сети)
(идентификатор IP-узла)
Network’s
Class’s ID
Host’s Number
Number
(1 ÷ 3 ) бит
(7 ÷ 21 ) бит
(24 ÷ 8 )бит
Рис. 13.3.1. Структура IP-адреса (IPv4) для сетей классов A, B, C.
Класс
0
сети
A
0
IP-адрес
• • • • • • 7 8 • • • • • • 15 16 • • • • • • 23 24 • • • • • •
Network’s
Host ID
number
Network’s number
Host ID
1 0
Network’s number
Host ID
1 10
Group (multicast) ID
1 110
Reserved
1 1110
B
C
D
E
31
Рис. 13.3.2. Классы IP-адресов (IPv4).
Выделенные (специальные) IP – адреса (IPv4).
IP – адрес
Пример
Данный IP - узел
в (Л) ИС
Все нули
Все единицы
Network
ID
Network
ID
Все нули
Все нули
Все
единицы
Host ID
127.0.0.1
Значение
Все узлы данной
(Л) ИС
Сеть с указанным
193.233.69.0
ID
Все узлы сети с
193.233.69.255
указанным ID
Узел с указанным
0.0.0.210
ID в данной сети
255.255.255.255
-
“петля”
55
Таблица 13.3.1.
Примечание
Для передачи некоторых
сообщений в протоколе ICMP
(см. табл. 12.2.1.)
Передача пакетов всем узлам
данной IP (Л)ИС
Для обращения к IP сети “в
целом”
Передача пакетов всем узлам IP
сети с указанным ID
Передача пакетов узлу с
указанным ID в данной ИС
Для тестирования сетевых
приложений ("клиент-сервер")
на одном PC.
Количество узлов в сети и числа сетей разных классов.
Класс
A
B
C
D
E
Диапазон значений
первого байта
001-126
128-191
192-223
224-239
240-247
Возможное
количество сетей
126
16 382
2 097 150
-
Таблица 13.3.2.
Возможное
количество узлов
16 777 214
65 534
254
-
Назначение (область использования) классов IPv4-адресов. Таблица 13.3.3.
Класс
A
B
C
D
E
Назначение
Использования в больших сетях общего пользования
Использования в сетях среднего размера
(большие компании, НИИ, университеты)
Сети с небольшим числом узлов (небольшие фирмы)
Для обращения к группам узлов, выделенных по определённому
признаку
Зарезервировано
Типы IPv6 адресов
IP-адрес ( 128 бит)
(Sub-)network's prefix
Interface's ID
Префикс сети (подсети) Идентификатор интерфейса
( n ≤ 64 бит )
(128−n бит)
The Unspecified Address
0……………………..…0 0……………………..…….0
(точно не установленный)
The Loopback Address
0……………………..…0 0……………………..……01
("петля")
0……………………..…0 1…1 (16 бит) IPv4 Address
IPv4-Mapped IPv6 Address
Global Unicast Addresses
n бит ,
Идентификатор интерфейса
m бит ,
(глобальные
global routing
subnet ID
128−n−m =64 бит
индивидуальные адреса)
prefix1
Link-local Unicast Addresses
1111111010 0……….0 Идентификатор интерфейса
(адреса, используемые на
(10 бит)
(54 бит)
(64 бит)
локальной связи (канале))
Anycast Address 2
Subnet prefix
0……………………..…….0
(адрес для рассылки любому
Префикс подсети
128−n бит
n бит
(ближайшему) из группы)
group ID
Multicast Address
11111111 Flags3 Scop3
(идентификатор группы)
(адрес для рассылки всем из
(8 бит) (4 бит) (4 бит)
(112 бит)
группы)
1
) global routing prefix - значение, присвоенное сайту (множеству подсетей или связей
(каналов)).
2
) для случая предопределяемого адреса маршрутизатора подсети.
3
) Flags (Флаги-семафоры), Scope (область действия)
Рис. 13.3.3. Структура IP-адреса для протокола IPv6.
56
Биты 0
0
4
Версия
32
8
Длина IP
заголовка
12
20
Тип сервиса
Идентификатор пакета
64
16
Время жизни
28
31
Обща длина пакета
Флаги
Смещение фрагмента
Протокол
Контрольная сумма
96
Адрес отправителя
128
Адрес получателя
160
24
Опции
Заполнитель (выравнивание)
192
Данные
…
…
Рис. 13.3.4. Структура пакета для протокола IPv4.
Биты 0
0
4
Версия
8
12
16
20
Класс трафика
24
31
Метка потока
Следующий
заголовок
Длина нагрузки (данных)
Предельное число
переходов
(маршрутизаторов)
64
Адрес отправителя
192
Адрес получателя
320
…
28
Данные
…
Рис. 13.3.5. Структура пакета для протокола IPv6.
57
ru
В домен верхнего уровня с именем ru (т.е. Russia) входят
нижестоящие домены, в том числе и домен с именем ac
(т.е. academic). В домен ac входит домен mpei, состоящий в
свою очередь из доменов mpei-13, mpei-14, mpei-17…. В
домен с именем mpei-14 входит узел с именем nsg (Nicholas
S. Gubonin). Полное имя этого узла:
ac
mpei
mpei-14
nsg
nsg.mpei-14.mpei.ac.ru
Полное имя образуется из имени узла с последующим
перечислением слева направо имён вложенных доменов,
начиная с нижнего. Имя узла и вложенных доменов
разделяются точкой. В службе электронной почты в
доменном имени имя узла (или абонента, если это человек)
отделяется от остальных членов символом @, т.е .
nsg@mpei-14.mpei.ac.ru
Рис. 13.4.1.Пример доменной иерархии структуры имён.
ё
Серверы DNS
Узлы сети
Границы доменов
Некоторая подсеть
Рис. 13.4.2.Система серверов DNS.
58
Лекция 14. Логическое структурирование IP –сетей.
ЛИС отдела А
РС
РС
Концентратор
Концентратор
РС
РС
К
РС
РС
Концентратор
РС
Концентратор
ЛИС отдела В
ЛИС отдела С
РС
Рис. 14.1.1. Конфигурация локальной информационной сети организации.
Блок доступа
АС
АС
ЛИС отдела А
АС
АС
АС
ЛИС отдела В
АС
АС
АС
ЛИС отдела С
Рис. 14.1.2. Логическая структура (моноканал) локальной информационной
сети организации (К − концентратор).
59
ЛИС отдела С
ЛИС отдела С
АС
АС
АС
АС
АС
АС
АС
ВЛИС С
Коммутатор
АС
АС
АС
ЛИС
отдела А
АС
АС
a)
АС
АС
ЛИС
отдела А
ЛИС
отдела В
ВЛИС А
АС
АС
ЛИС
отдела В
b)
ВЛИС В
Рис. 14.1.3. Логическая структура локальной информационной сети
организации (К − коммутатор): a) связная сеть, b) множество несвязных ВЛИС.
Порты маршрутизаторов,
являющиеся узлами сетей,
с которыми они соединены
Информационная
сеть 1
М1
Информационная
сеть 2
Маршрутизаторы
Информационная
сеть 3
М2
Рис. 14.1.4. Структуризация информационной сети с помощью
маршрутизаторов.
60
Network ID
(номер сети)
1 111 . . . 1
Неизменяемая
часть (поле) маски
IP – адрес узла в сети
Host ID
(номер узла)
11...1
00...0
Subnet ID
Subnet’s Host ID
(поле идентификатора (поле идентификатора
подсети)
узла подсети)
Изменяемая часть (поле) маски
(определяется требованиями к подсетям)
Маска подсети
Рис. 14.2.1. Структура маски для разбиения IP-сети на подсети сети.
Маска подсети IP-сети класса С
11111111 11111111 11111111
1...1
0...0
{Число “1”}=k =
{Число “0”}=8 − k =
=Var.
=8 − Var
Определяет число
Определяет число
255
255
255
подсетей
узлов подсети
Поле
Поле
идентификатора
идентификатора
подсети
узла подсети
Неизменяемая часть маски
Изменяемая часть маски
(24 бит)
(8 бит)
Рис. 14.2.2. Структура маски для разбиения IP-сети класса С на подсети.
Internet
Сеть MPEI
Внешний интерфейс точки выхода в Internet
Рис. 14.2.3. Связь IP-сети МЭИ (ТУ) с Internet.
61
Ethernet-1 (193.233.69.32)
PC 10
PC 14
193.233.69.40
Net Card
Port 1
Net Card
193.233.69.33
193.233.69.34
Маршрутизатор
Net Card
Точка входа в сеть MPEI
Port 2
193.233.69.68
PC 20
Net Card
193.233.69.70
193.233.69.70
PC 24
Ethernet-2 (193.233.69.64)
Подсеть MPEI-14 (193.233.69.0) сети MPEI14
IP-адрес сетевого
интерфейса
Ethernet 1
Маска
IP-адрес сети
Ethernet 1
IP-адрес интерфейса
сети MPEI-14
IP-адрес сети
Ethernet 2
Маска
IP-адрес сетевого
интерфейса
Ethernet 2
193
233
69
40
1100 0001 1110 1001 0100 0101 0010 1000
1111 1111
255
1100 0001
193
193
1100 0001
193
1100 0001
1111 1111
255
1111 1111
255
1110 1001
233
233
1110 1001
233
1110 1001
1111 1111
255
1111 1111
255
0100 0101
69
69
0100 0101
69
0100 0101
1111 1111
255
1111 0000
240
0010 0000
32
16
0001 0000
64
0100 0000
1111 0000
240
1100 0001 1110 1001 0100 0101 0100 0110
193
233
69
70
Рис. 14.2.4. Пример: разбиение IP-подсети MPEI-14 (класса C) на подсети.
62
Лекция 15. Службы Internet. Характеристика некоторых
существующих информационных сетей.
Программа
подготовки
почты
Программа
подготовки
почты
Файлы
почтовых
сообщений
Файлы
почтовых
сообщений
Файлы
принятой
почты
Программа
просмотра
почты
Программа
отправки / приёма
почтовых сообщений
Программа
отправки / приёма
почтовых сообщений
Internet
(TCP/IP − сеть)
ЭВМ 1
ЭВМ 2
Файлы
принятой
почты
Программа
просмотра
почты
Рис. 15.2.1. Структура участников почтового обмена.
nsg @ mpei.ru
Имя пользователя или
Почтового ящика
Доменный адрес
почтового сервера МЭИ
Разделитель
Рис. 15.2.2. Структура почтового адреса в Internet.
Посланное сообщение
Пользователь E-mail
Соединение on line
Mail Robot Program
Возвращённое сообщение
Information Server
Протоколы Сервера
Рис. 14.5.3. Доступ к информационному ресурсу посредством почтового
робота.
63
Клиент отправляет почту по протоколу SMTP
Почтовый сервер
SMTP (sendmail)
Почтовый Клиент
POP (popper, popd)
Клиент получает почту по протоколу POP
Рис. 15.2.4. Взаимодействие клиента с почтовым сервером в Internet.
Зарубежные информационные сети.
Сеть
BITNET
(Because It's Time
Network)
EARN
iEARN
(International Education
and Resource Network)
EUNet
European UNIX Network
Таблица 15.3.1.
Характеристики
Ассоциация сетей 560
организаций США и 1500 в 52
странах. Главные подсети:
• BITNET U.S,
• NetNorth (Канада),
• EARN (Европа),
• RUNCOL (Южная Америка),
• GULFNet (Ближний Восток),
• ASIANet, CAREN (Юговосточная Азия)
Территориальная ИС Западной
Европы
600 host ЭВМ (30000
пользователей)
Международная образовательная сеть, объединяющая более
20000 школ в 115 странах
Территориальная ИС Западной
Европы
1 200 host ЭВМ
Скорость передачи: (2.4,4.8,9.6)
Кбит /с. Развитие-1.544 Мбит/с
Имеет шлюзы для связи с ИС в
Европе, Корее, Японии, Новой
Зеландии, Австралии и
Северной Америке
64
Сетевые службы
Электронная почта.
Передача файлов.
Интерактивный обмен.
Электронная почта.
Передача файлов.
Интерактивный обмен.
Использование сервисов
IP для реализации образовательных программ.
Электронная почта.
Бюллетень новостей.
Передача файлов.
Удалённый запуск.
Сеть
Характеристики
FNET
Французское отделение EUNet
80 host ЭВМ
6 500 пользователей
Скорость передачи: 4.8 Кбит /с
Международная ИС фирмы
Hewlett-Packard 12 000 host
ЭВМ
Скорость передачи: (2.4,4.8,9.6)
Кбит /с Развитие-1.544 Мбит/с
HP
Internet Hewlett Packard
Внутренняя ИС фирмы DEC
34 000 host ЭВМ (80000
пользователей)
Easement
Скорость передачи:
(128...156) Кбит /с,
10 Mбит /с
Территориальная ИС США
13 host ЭВМ
Скорость передачи: 1.54
NSFNET
National Science
Мбит/с по физ. каналу
Foundation Network
Суперкомпьютеры:
(European UNIX Network) Cyber 205, IBM 3090,
ETA-10 Class V11, Cray XMP/48,Cray-1A, Cray 2S/4-128
Подсеть NSFNET, выделенная
для обслуживания
vBNS (very high speed
суперкомпьютерных
Backbone Network Service)
приложений и развития
высокоскоростных технологий
Ассоциация сетей для
CSNET
исследований в области
Computer Science
вычислительной науки и
Network)
техники
Территориальная ИС
Великобритании
915 host ЭВМ
Скорость передачи: 9.6, 64, 512
JANET
Кбит /с
Имеет шлюзы для связи с
Internet, EARN и др.
Децентрализованная сеть
пользователей ОС UNICS на
UUCP
UNICS to UNICS Copy
основе телефонных каналов
Program
10 000 host ЭВМ (включая
EUNet, JUNet).
65
Сетевые службы
Электронная почта.
Бюллетень новостей.
Передача файлов.
Удалённый запуск.
Электронная почта.
Интерактивный обмен.
Передача файлов.
Удалённый запуск.
Электронная почта.
Интерактивный обмен.
Видеотекст.
Внутренняя ИС,
обеспечивающая доступ к
научным компьютерным
ресурсам, данным и
информации.
Бюллетень новостей.
Передача файлов.
Удалённый запуск.
Распределённые сложные
вычисления и
исследования.
Internet -2.
Электронная почта.
Доска объявлений.
Справочная и
информационная служба.
Передача файлов.
Удалённый запуск.
Электронная почта.
Интерактивный обмен.
Взаимодействие
суперЭВМ.
Электронная почта.
Передача файлов.
Информационные сети России.
Сеть
Таблица 15.3.2.
Характеристики
Базовая транспортная магистраль, обеспечивающая связность многочисленных сетевых сегментов, относящихся к сфере науки
и образования РФ. RBNet представляет собой высокоскоростную IP-сеть, объединяRBNet (Russian
Backbone Network) ющую федеральные округа с подключенными к ней региональными сегментами сетей науки и образования. Вся эта сетевая
инфраструктура охватывает около 50
регионов РФ.
Федеральная университетская сеть России.
Имеет магистральную инфраструктуру со
скоростью передачи 2.5 Гбит/с, точки обRUNNet
мена трафиком в Москве (1 Гбит/с), СанктПетербурге и Новосибирске (100 Мбит/с).
Сеть, использующая спутниковые, оптоволоконные и радиорелейные линии для
связи научных учреждений. Пропускная
RUHEP/Radio-MSU способность международной спутниковой
линии 5 Мбит/с. Имеются узлы ССС в 13
городах, включая Гамбург, Москву, СанктПетербург, Ташкент, Харьков, Иркутск.
Холдинг, объединяющий ряд компаний,
крупнейшая из которых Совинтел. Имеет
узлы в 56 регионах России, а также странах
СНГ. Междугородний обмен осуществляGolden Telecom
ется с помощью ВОЛС (общая ёмкость 450
бит/с) и 60 станций ССС. Международная
сеть Москва-Стокгольм (2,4 Гбит/с).
Ведомственная ИС гражданской авиации
России. Объединяет 60 центров обработки
данных и более 180 host ЭВМ.
СИРЕНА - 2
Базируется на ведомственной сети связи и
выделенных каналах.
ЭКСПРЕСС - 2
ЭКСПРЕСС - 3
Ведомственная ИС железнодорожного
транспорта России. Включает в себя 29
региональных центров, 9000 терминалов,
1000 АРМ. 15 систем обслуживают 11
государств СНГ (Экспресс-2). Система
Экспресс-3 будет содержать 8 центров, из
которых один уже функционирует в
Москве.
66
Сетевые
службы
Предоставляет
сервис 4-х нижних
уровней ЭМ ВОС.
IP сервис для
университетов и
научных
учреждений
IP сервис для
университетов и
научных
учреждений
Телефонная связь.
Передача данных.
Телематика.
Предоставление в
аренду каналов.
Продажа и бронирование авиабилетов (сводится к совокупности стандартных сетевых
служб)
Продажа и бронирование железнодорожных билетов
(Экспресс-2), а
также управление
пассажирскими
перевозками
(Экспресс-3).
Лекция 16. Общая характеристика World Wide Web (WWW).
Последовательное (линейное) чтение обычного текста
Номер страницы
l1
l1+1 l1+2
lk-1
⋅⋅⋅⋅
lk
lk+1
ln
ln+1
⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
Текст страницы
Связи между
структурными единицами
информации – разделами,
подразделами, пунктами
представляются графом
типа дерево.
l2
lk
l1
ln
Номер страницы начала раздела
Оглавление (аналогично для тезауруса)
1
2
k
n
Номер (имя) раздела
Рис. 16.1.1. Структура линейного (обычного) текста.
Организация информации и способы её предоставления пользователям в
WWW основаны на совокупности принципов, соглашений, правил,
приёмов и инструментальных средств, которые в совокупности составляют
информационную технологию WWW, или кратко – технологию WWW.
Технология WWW применима к созданию не только глобальных
информационных систем, но и для локальных информационных систем
отдельных организаций и предприятий, использующих сетевые
технологии. Иными словами, технология WWW применима
для
корпоративных информационных систем.
Корпоративные информационные системы, построенные по технологии
WWW, получили название Intranet, а сама технология в этом случае
называется технологией Intranet.
67
Page (k-1)
Page k
Page (k+1)
Фрагмент документа 1
(на удалённой ЭВМ №1)
Ссылки
Page (l-2)
Page (l-1)
Page l
Page (l+1)
Фрагмент документа 0
(на локальной ЭВМ №10)
Page (m-1)
Page m
Фрагмент документа 2
(на локальной ЭВМ №10)
Якори (Anchor) ссылок
Page (n-1)
Page n
Page (n+1)
Фрагмент документа 3
(на удалённой ЭВМ №2)
Связи между структурными единицами информации
– разделами, подразделами, пунктами, а также
любыми
выделенными
элементами
(словами
,фразами, звуками, рисунками и т.п. ) представляются
графом типа сеть.
Именно благодаря сетевой организации информации World Wide Web
(WWW) и получила своё название (Web – паутина).
Рис. 16.1.2. Структура фрагмента нелинейного (гипертекстового)
документа (Page l, Документ 0 на локальной ЭВМ №10).
68
Основные методические компоненты технологии WWW.
Таблица 16.4.1.
Основными методическими компонентами технологии WWW (или
технологии Intranet) являются:
• Язык гипертекстовой разметки документов HTML (Hyper Text Markup
Language),
• Универсальный способ адресации ресурсов в сети URI (Universal
Resource Identification) и, в частности, универсальный указатель ресурса - URL
(Universal Resource Location),
• Протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP (Hyper Text
Transfer Protocol),
• Универсальный интерфейс шлюзов CGI (Common Gateway Interface ).
В последние годы к ним добавились еще ряд компонентов, которые
расширяют возможности технологии:
• объектно-ориентированный язык высокого уровня Java,
• языки сценариев высокого уровня (Java Script, J Script, VB Script),
• технология (включая соответствующие инструментальные средства)
фирмы Microsoft: Active X (общее название для методов и инструментальных
средств фирмы Microsoft, предназначенных для создания интерактивных
компонент в Internet), COM (Component Object Model), DCOM (Distributed
Component Object Model);
• CORBA (Component Object Request Broker Architecture) – архитектура
брокера (посредника) запросов объектов компонентов. CORBA является
стандартом
de
facto
для
разработки
распределённых
объектноориентированных приложений в сетях Intranet (масштаба предприятия).
Стандарт облегчает разработку корпоративных информационных систем,
функционирующих в гетерогенных средах. Стандарт поддерживается такими
крупными производителями ПО, как компании Sun Microsystems, IBM, HewlettPackard, Data Electronics Corporation и другими;
• Новые языки разметки − SHTML, XHTML, XML, VRML, а также
соответствующие редакторы;
• Платформа Microsoft.NET – это новая платформа (набор программноинструментальных средств) разработки приложений и набор новых технологий,
использующих эти средства. Предполагается использование около 30 объектноориентированных языков программирования, которые обращаются к единой
иерархии классов, обеспечивающих базовые сервисы.
Для разработки локальных и сетевых (WWW) приложений на платформе
Microsoft.NET созданы специальные мощные программно-инструментальные
средства:
• Visual Studio.NET (фирма Microsoft Corporation),
• Delphi 7, Delphi 2005 (фирма Borland).
69
Лекция 17. Архитектура WWW (Intranet).
Запрос файла
Приложения А
Получение
запроса файла
Получение файла
Приложения А
Отправка файла
Приложения А
Запуск
Приложения А
Получение
результатов
ОС
ЭВМ
Хранилище
файлов
Файл приложения
копируется на ЭВМ
пользователя,
где это приложение
и исполняется в
автономном режиме
Пользователь
ОС
ЭВМ
Файл-сервер
Рис. 17.1.1. Схема взаимодействия пользователя с файл-сервером.
Запрос данных
Клиент
Приложения А
Представление
результатов
ОС
ЭВМ
Сервер
Приложения А
Получение данных
По запросу клиента
сервер приложения
выполняет работу и
возвращает клиенту
только её результаты.
При большом числе
клиентов ЭВМ сервер
БД и приложений не
успевает обслуживать
работу всех серверов приложений и
запросы к БД
Пользователь
Сервер
Приложения В
Сервер БД
(СУБД)
БД
ОС
ЭВМ
Сервер БД и приложений
Рис. 17.1.2. Схема взаимодействия пользователя с сервером в
двухзвенной архитектуре "клиент - сервер"
70
Выделение ЭВМ – сервера приложений
повышает производительность работы
(сокращается время реакции на запросы)
Клиент
Приложения А
Сервер
Приложения А
Сервер
Приложения B
ЭВМ
Клиент
Приложения D
БД-1
БД-2
Сервер
Приложения C
Сервер БД
(СУБД)
Сервер
Приложения D
БД-N
ОС
ОС
ЭВМ
ЭВМ
Сервер приложений
Сервер БД
ОС
ЭВМ
Пользователи
Рис. 17.1.3. Схема взаимодействия пользователя с сервером в трёхзвенной
архитектуре "клиент - сервер"
71
Взаимодействие по протоколу http (ftp), который
действует поверх протоколов TCP/IP.
WEB Browser
(WEB обозреватель)
WEB Сервер
ОС
Doc1.htm
DocN.htm
ЭВМ
Doc1.gif
DocL.jpg
WEB Browser
(WEB обозреватель)
Приложение A
CGI
ОС
Приложение D
CGI
ЭВМ
ОС
ЭВМ
Пользователи
CGI (Common Gateway
Interface) – это, в действительности, соглашение о форматах и
процедурах взаимодействия WEB-сервера
и приложения, при котором сервер обращается к приложению по
командной строке и
получает ответные результаты в форме, которая может быть отображена в html-файле.
WWW-cервер (HTTP-cервер)
Приложения,
запускаемые
WEB-сервером
Рис. 17.2.1. Схема взаимодействия пользователя с информационными
ресурсами в базовой архитектуре WWW (Intranet).
•
•
•
Недостатки базовой WWW - архитектуры:
Нет возможности взаимодействовать с многочисленными БД
разнообразной (в том числе и оперативной) информации,
размещёнными в Internet;
Невозможно запускать какие-либо приложения из WEB-навигатора,
кроме тех которые запускаются WEB-сервером;
Как следствие первых двух факторов - статичность информация,
получаемой WEB-навигатором
(WEB-страницы представляются
пользователю в том виде, в котором их создал публикатор,
интерактивные возможности минимальны - они сводятся к заполнению
и получению фиксированных форм.)
72
Взаимодействие по
протоколу http (ftp),
который действует
поверх протоколов
TCP/IP.
ODBC (Open Data Base Connectivity) – это программа,
позволяющая приложению обращаться к БД, которые
поддерживаются различными СУБД.
WebDBC - программа, позволяющая Web Серверу,
используя CGI и ODBC, обращаться к различным
удалённым реляционным БД.
WEB Browser
(WEB обозреватель)
WEB Сервер
ОС
Doc1.htm
DocN.htm
ЭВМ
Doc1.gif
DocL.jpg
Приложения,
запускаемые
WEB-сервером
Приложение A
CGI
Приложение D
CGI
WebDBC
CGI
ODBC
WEB Browser
(WEB обозреватель)
БД-1N
Сервер 1 БД
(СУБД 1)
БД-L1
Драйвер 1
БД-LN
Сервер L БД
(СУБД L)
Драйвер L
ОС
ОС
ОС
ЭВМ
ЭВМ
WWW-cервер (HTTP-cервер)
Сервер БД
ЭВМ
Пользователи
БД-11
Драйверы (программыпосредники) используемых
СУБД
Протоколы, действующие
поверх протоколов TCP/IP
Рис. 17.2.2. Схема взаимодействия пользователя с информационными
ресурсами в архитектуре WWW (Intranet) с использованием WebDBC.
73
•
•
•
•
Модули расширения
WEB обозревателя:
Виртуальная машина Java
(JVM),
Апплеты Java,
Интерпретаторы сценариев
(Java Script, JScript, VB Script);
Объекты Active X.
•
•
•
•
•
Модули расширения WEB сервера:
Динамические библиотеки (dll) объектов
Active X,
Динамические библиотеки (dll)
интерфейсов ISAPI для обработки
множественных запросов к приложениям,
Интерфейсы CGI, Win CGI для обработки
одиночных запросов к приложениям,
HTML шаблоны,
Динамические библиотеки (dll) для
создания и обработки ASP.
ОС
HTML
документы
Модули
расширения
URL
WEB Browser
(WEB обозреватель)
ОС
Модули
расширения
HTML
документ
WEB Сервер
ЭВМ Пользователя
ЭВМ WWW-сервера
Взаимодействие по протоколам TCP/IP
Рис. 17.3.1. Схема взаимодействия пользователя с WWW − сервером.
HTML документы
URL
ОС
БД
SQL запрос
ОС
Модули
расширения
Модули
расширения
WEB Browser
(WEB обозреватель)
HTML
шаблон
WEB Сервер
ЭВМ WWW-сервера
ЭВМ Пользователя
Взаимодействие по протоколам TCP/IP
Рис. 17.3.2. Схема взаимодействия пользователя с БД в 2-х уровневой
архитектуре WWW (Intranet).
74
РБД − реляционная БД, ООБД −
объектно-ориентированная БД
РБД
РБД
БД
ООБД
ODBC
ОС
Интерфейс OLE DB
Объект
Active X
ОС
Интерфейс ADO
Апплет
Java
WEB Browser
(WEB обозреватель)
Модули расширения ISAPI, CGI
Класс
Java
WEB Сервер
ЭВМ Пользователя
Объект
Active X
ЭВМ WWW-сервера
Взаимодействие по протоколамTCP/IP
Рис. 17.3.3. Схема взаимодействия пользователя с БД посредством интерфейсов
OLE DB (COM), ADO, ODBC (Microsoft Corp.).
Взаимодействие
по TCP/IP
Сервер БД
БД
ОС
ЭВМ сервера БД
Модули
расширения
WEB Browser
(WEB обозреватель)
Модули
расширения
HTML
шаблон
WEB Сервер
ОС
ОС
ЭВМ Пользователя
ЭВМ WWW-сервера
Рис. 17.3.4. Схема взаимодействия пользователя с БД в современной WWW
(Intranet) системе (архитектура 3-х уровневых Web приложений)
75
Взаимодействие
по TCP/IP
Сервер БД
БД
ОС
ЭВМ сервера БД
Сервер
Приложений
ОС
ЭВМ сервера Приложений
ОС
Модули
расширения
WEB Browser
(WEB обозреватель)
Модули
расширения
HTML
документ
WEB Сервер
ЭВМ Пользователя
ОС
ЭВМ WWW-сервера
Рис. 17.3.5. Схема взаимодействия пользователя с БД в современной WWW
(Intranet) системе (архитектура многоуровневых Web приложений).
76
ОС
Клиент
Приложения БД
Сервер БД
ЭВМ Пользователя
Взаимодействие
по TCP/IP
БД
ОС
ЭВМ сервера БД
Сервер
Приложений
ОС
ЭВМ сервера Приложений
ОС
Модули
расширения
WEB Browser
(WEB обозреватель)
Модули
расширения
HTML
документ
WEB Сервер
ЭВМ Пользователя
ОС
ЭВМ WWW-сервера
Рис. 17.3.6. Схема взаимодействия пользователя с БД в современной WWW
(Intranet) системе (архитектура смешанныхWeb приложений).
77
Взаимодействие по
протоколуTCP/IP
Сервер БД
БД
ОС
ЭВМ сервера БД
ОС
Сервер ORB
Java
Апплет
ЭВМ сервера Приложений
ОС
Виртуальная
машина Java (JVM)
WEB Browser
(WEB обозреватель)
Бизнес-объект
ОС
Модули
расширения
HTML
документ
WEB Сервер
Java
класс
ЭВМ Пользователя
ЭВМ WWW-сервера
Рис. 17.3.7. Схема взаимодействия пользователя с многоуровневым
приложением на основе технологи CORBA.
78
Лекция 18. Компоненты WWW (Intranet) – технологии.
Текст на языке Java
Скомпилированная Java –программа
Виртуальная Машина Java
(Java Virtual Machine)
Операционная система
(программная платформа)
Аппаратная платформа
Рис. 18.2.1. Взаимодействие Java – программ и аппаратных средств
Этап выполнения
Этап компиляции
Загрузчик
байт-кодов
Текст на языке Java
Компилятор Java
Движение байт-кодов
по сети или по
локальной файловой
системе компьютера
Байт-коды Java
Верификатор
байт-кодов
Интерпретатор
байт-кодов
Компьютер
Рис. 18.2.2. Технологический цикл обработки Java – программ.
Типы данных языка Java.
Тип
Значение
Двоичное целое со знаком (1
байт)
Двоичное целое со знаком (2
short
байт)
Двоичное целое со знаком (4
int
байт)
Двоичное целое со знаком (8
long
байт)
byte
Таблица 18.2.1.
Тип
Значение
Число с плавающей точкой
(4 байт)
Число с плавающей точкой
double
двойной точности (8 байт)
Символ Unicode без знака (2
char
байт)
float
Старшие разряды записываются слева
79
Примеры байт-кодов (опкодов) Java.
Код
Мнемоника
Таблица 18.2.2.
Значение
02
iconst_m1
Загружает int (целое значение) − 1 в стек
03
iconst_0
Загружает int (целое значение) 0 в стек
04
iconst_1
Загружает int (целое значение) 1 в стек
10
bipush
Вводит значение byte в стек
34
caload
Выгружает char (символ Unicode) из массива
31
daload
Выгружает double (число с плавающей точкой
двойной точности) из массива
63
dadd
Складывает два double (число с плавающей точкой
двойной точности)
6f
ddiv
Делит два double (число с плавающей точкой
двойной точности)
Сравнение языков программирования Java и JavaScript. Таблица 18.2.3.
Java
Компилируется на сервере перед
выполнением на стороне клиента
JavaScript
Интерпретируется (не
компилируется!) на стороне клиента
Объектно-ориентирован. Апплеты1
Объектно-базирован. Отсутствуют
(applets) образуют объектные классы классы и механизм наследования.
с наследованием.
Апплеты обособлены от HTML страниц (они только доступны из
HTML - документа)
Коды программы встроены в HTML –
документ и являются его
неотъемлемой частью.
Типы данных и переменные должны
быть предварительно объявлены.
Типы данных и переменные не
объявляются, а вводятся.
Статическое связывание. Объектные
ссылки должны существовать на
этапе компиляции.
Динамическое связывание.
Объектные ссылки проверяются в
процессе выполнения программы.
Не может автоматически
осуществлять запись на диск.
Не может автоматически
осуществлять запись на диск.
1
) Апплет (applet) – это небольшая прикладная программа на языке Java,
исполняемая на компьютере пользователя. По аналогии с термином "апплет"
используется термин "сервлет" (servlet) для небольшой прикладной
программы на языке Java или Perl, исполняемой на Web-сервере.
80
Среда разработки
(Visual Studio .NET)
Высокоуровневые службы
(ASP.NET, ADO.NET)
Операционная среда
.NET Framework
Семейство операционных систем
Windows .NET Server 2003
Рис. 18.3.1. Состав платформы .NET
Среда разработки
Код высокого уровня
б
Компилятор MSIL
Среда
выполнения
CLR
Код MSIL
Библиотека
базовых
классов
Компилятор JIT
CTS
Машинный код
CLS
Выполнение
.NET FRamework
Рис. 18.3.2. Модель разработки и выполнения приложения .NET/
81
3. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Э.А. Якубайтис. Информационно-вычислительные сети. − М.:
Финансы и статистика, 1984 г.
2. Э.А. Якубайтис. Информационные сети и системы. Справочная книга.
− М.: Финансы и статистика, 1996 г. − 368с.: ил.
3. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерные сети. − СПб: Издательство
"Питер", 1999. − 672с.: ил.
4. Сергей Дунаев. INTRANET − технологии. WebDBC. CGI. CORBA 2.0.
Netscape. Suite. Borland. IntraBuilder. Java. JavaScript. Livewire.− М.:
Диалог−МИФИ, 1997 – 288с.: ил.
5. Марков Е.П., Никифоров В.В. Delphi 2005 для .NET. − СПб: БХВ Петербург, 2005. − 896с.: ил.
6. IEEE Standard for Information technology. Telecommunications and
information exchange between systems. Local and metropolitan area networks.
Specific requirements. Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
(CSMA/CD) access method and physical layer specifications. Section 1 (628 pp.),
Section 2 (810 pp.), Section 3 (358 pp.), Section 4 (454 pp.), Section 5 (418 pp.).
IEEE Std. 802.3 ™ - 2005.− New York: IEEE, 2005.
(http://standards.ieee.org/getieee802/802.3.html ).
7. IEEE Standard for Information technology. Telecommunications and
information exchange between systems. Local and metropolitan area networks.
Specific requirements. Part 5: Token Ring access method and Physical Layer
specifications. ANSI/IEEE Std. 802.5-1998E. − New York: IEEE, 1998.− 260 pp.
(http://standards.ieee.org/getieee802/802.5.html).
8. IEEE Std. 802.5r and 802.5j - 1998. Amendment 1. Dedicated token ring
operation and fibre optic media. − New York: IEEE, 1998.− 420 pp.
(http://standards.ieee.org/getieee802/802.5.html).
9. IEEE Std. 802.5t-2000. Amendment 5: Gigabit Token Ring operation.
IEEE Std. 802.5v − 2001. − New York: IEEE, 2001.− 210 pp.
(http://standards.ieee.org/getieee802/802.5.html).
10. RFC 4291. IP Version 6 Addressing Architecture/ Robert M. Hinden
(Nokia), Stephen E. Deering (Cisco Systems, Inc.). Network Working Group.
February 2006, 26 pp. (http://tools.ietf.org/html/rfc4291)
11. Common Object Request Broker Architecture: Core Specification.
Version 3.0.3. Editorial changes formal/04-03-01. Object Management Group Ltd,
March 2004. OMG, 2004 − 1154 pp.
(www.omg.org/technology/documents/corba_spec_catalog.htm).
82
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ............................................................. 3
2. ИЛЛЮСТРАЦИИ ................................................................................... 4
Часть 1. Принципы построения информационных сетей........................ 4
Лекция 1. Основные понятия телеобработки информации. Системная и
сетевая телеобработка. ............................................................................................ 4
Лекция 2. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (1): понятие
об архитектуре открытых систем........................................................................... 6
Лекция 3.Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (2):
основные понятия и структура модели. ................................................................ 7
Лекция 4. Логическая структура абонентской системы............................ 9
Лекция 5. Логическая структура коммуникационных сетей с
маршрутизацией данных....................................................................................... 16
Лекция 6. Логическая структура коммуникационных сетей с селекцией
данных и смешанных сетей. ................................................................................. 22
Лекция 7. Логическая структура ретрансляционной системы................ 26
Лекция 8. Сетевые ресурсы. ....................................................................... 32
Часть 2. Локальные информационные сети ............................................ 37
Лекция 9. Общая характеристика локальных информационных сетей. 37
Лекция 10. Основные типы локальных информационных сетей. .......... 41
Лекция 11. Высокоскоростные локальные информационные сети........ 44
Лекция 12. Пропускная способность локальных информационных
сетей. ....................................................................................................................... 52
Часть 3. Основы технологий Internet и Intranet. ..................................... 53
Лекция 13. Глобальная информационная сеть Internet: история,
принципы построения, адресация. ....................................................................... 53
Лекция 14. Логическое структурирование IP –сетей............................... 59
Лекция 15. Службы Internet. Характеристика некоторых существующих
информационных сетей. ........................................................................................ 63
Лекция 16. Общая характеристика World Wide Web (WWW)................ 67
Лекция 17. Архитектура WWW (Intranet). ................................................ 70
Лекция 18. Компоненты WWW (Intranet) – технологии.......................... 79
3. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК................................................. 82
83
Учебное издание
Николай Сергеевич Губонин
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕРНЕТ И ИНТРАНЕТ
Иллюстративные материалы по курсу
"СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
для студентов, обучающихся
по направлению "Радиотехника"
Редактор издательства
ЛР № 020528 от 05.06.97
__________________________________________________________________
Темплан издания МЭИ 2007г.
метод.
Подписано к печати
Физ. печ. 5,25
Формат
Тираж 300
Изд. №
Заказ
__________________________________________________________________
Издательство МЭИ, 11250, Москва, Красноказарменная ул., 14
84