Міністерство освіти Російської федерації
Тульський державний педагогічний університет ім. Л.М. Толстого
Кафедра іноземних мов
РЕФЕРАТ
на отримання допуску до складання кандидатського іспиту з німецької мови
Тема: «Основи комп'ютерних мереж»
Виконав:
аспірант кафедри інформатики
та обчислювальної техніки
Пєтухов Максим Олександрович
Матеріали реферату: Grundlagen Computernetze, Prof. Jьrgen Plate, FH Mьnchen, FB 04, http://www.netzmafia.de/skripten/netze/index.html
Тула - 2003

Зміст
Передмова
Введення
1. Логічні структури мереж
2. Методи доступу
3. Типи передачі
4. Ethernet
5. Середовища передачі
6. Джерела перешкод
7. Повторювач, міст, маршрутизатор
8. З'єднання кабелів типу «вита пара» та планування мереж
9. TCP / IP
10. Протоколи вищих рівнів
11. Глобальні мережі, голосовий зв'язок по каналах IP, мережа по силових кабелів, радіомережі
12. Мережі на основі Windows
Література

Передмова

Дана книга написана професором Мюнхенського університету Юргеном Платі. Вона входить в серію книг присвячених мережевих інформаційних технологій, які виходять в рамках проекту «Netzmafia». Даний проект має свій інтернет-сайт www.netzmafia.de. Книга присвячена комп'ютерним мережам і адресована тим, хто хоче отримати фундаментальні знання в області комп'ютерних мереж. Останній електронний варіант даної книги закінчити 24 жовтня 2002 року і розміщений за адресою вказаною вище.

Введення

У вступі професор Юрген Платі наводить основні визначення і поняття, пов'язані з комп'ютерними мережами: комп'ютерна мережа, локальні і територіальні комп'ютерні мережі, середовище передачі даних, протокол передачі даних, мережеві пристрої і ін
Комп'ютерна мережа - це система зв'язків, до якої більшість учасників приєднано з метою обміну даними.
Локальна мережа - це мережа, в одній місцевої обмеженою області (кімната, будівля, місцевість), яка належить одній єдиній організації.
Територіальна мережа - це мережа, яка тягнеться на далекі відстані (місто, країна, світ).
Крім того, наводиться еталонна модель взаємодії відкритих систем, запропонована ISO (міжнародна організація стандартів). Ця модель описує процес обміну даними між різними пристроями, лежить в основі їх взаємодії в існуючих мережах і може служити для розвитку нових методів комунікації. Вона складається з семи рівнів, кожен з яких надає певні послуги, які в свою чергу реалізують певні завдання комунікації та управління.
7. Прикладний рівень забезпечує зв'язок додатків і діалог з програмами.
6. Представницький рівень. Тут інтерпретуються дані додатків: контроль інформаційного обміну та кодування / Декодування даних такі, як встановлення формату і керуючих символів.
5. Сеансовий рівень управляє встановленням, проведенням і завершенням зв'язку. Контроль параметрів режиму, управління потоком даних, відновлення зв'язку в разі помилки і синхронізація.
4. Транспортний рівень забезпечує, щоб всі пакети даних досягали правильних приймачів. Встановлення передачі даних між двома учасниками, транспортування даних, керування потоком даних, розпізнавання і корекція помилок. Цей рівень визначає тип мережі по протяжності: локальна або територіальна.
3. Мережевий рівень служить головним чином для передачі потоку даних. Він компетентний у виборі маршруту даних, мультиплексировании декількох з'єднань на окремих ділянках, обробці помилок, управлінні потоком даних між кінцевими пунктами з'єднання (не між додатками).
2 Канальний рівень забезпечує функціонально закінчену зв'язок між двома безпосередньо з'єднаними станціями. Цей рівень ставить певні рамки для транспортування даних, розпізнавання помилок і синхронізації даних за розпорядженням. Інформація розбивається на блоки конкретної довжини, які позначаються кадрами даних і забезпечуються контрольної інформацією для розпізнавання і корекції помилок.
1. Фізичний рівень. Тут відбувається фізична передача даних. Цей рівень встановлює електричні, механічні, функціональні та процедурні параметри для фізичної зв'язку двох модулів (наприклад, правило, модуляція, кабель, роз'єм, швидкість передачі даних).
Дана модель вдало ілюструється за допомогою прикладу, в якому правда тільки три рівні. Розглядається наукова дискусія між двома вченими з Аравії і Китаю. Кожен з них говорить тільки на своїй мові і перекладачі, які відповідно перекладають з арабської мови на англійську і з китайської на англійську. Перекладачі можуть спілкуватися по-англійськи. З'являються три рівні взаємодії: 3. науковий (дискусія), 2. рівності мов (переклад на англійську мову), 1. комутації (передача за допомогою технічних засобів).
На завершення наводяться приклади мереж (некомп'ютерних), що пояснюють різницю між комутацією пакетів і комутацією каналів: телефонна мережа, кореспонденція.

1. Логічні структури мереж

У цьому розділі коротко мова йде про логічні структурах мереж, тобто про види і способи з'єднання між собою окремих станцій.
Зіркоподібна топологія. Всі члени мережі з'єднуються з центральним вузлом. Безпосередня комунікація учасників один з одним неможлива, кожна комутація проходить через центральний вузол.
Кільцева топологія. Немає центра, всі станції рівноправні. Кожен учасник має одні єдиним підключенням до мережі (вузол) і через нього з'єднується зі своїми лівим і правим партнерами. Передача інформації відбувається в одному напрямку від вузла до вузла.
Шинна топологія. Немає центра і немає вузлів. Поєднання всіх учасників відбувається через загальний канал передачі.
Змішана топологія. Кожен учасник з'єднується з декількома іншими. Немає центра, і існує декілька незалежних каналів передачі між двома станціями.

2. Методи доступу

У цьому розділі оглядово представлені різні методи доступу, причому протоколи не зачіпаються.
ALOHA. Основна ідея проста: кожна станція повинна посилати дані в будь-який час. Потім передає станція чекає підтвердження по окремому каналу зворотного зв'язку. При відправленні даних двома станціями в один і той же час відбудеться колізія: блок даних пошкодиться, і підтвердження не буде. Якщо підтвердження отримано, то можлива подальша пересилання. В іншому випадку кожна станція передачі чекає деякий час, який визначається випадково.
CSMA / CD. Позначає «кур'єр лічильника множинного доступу / пошук колізій». Перш ніж станція посилає дані, вона запитує спочатку канал, щоб встановити, чи не відбувається передача даних між іншими станціями. Тільки при вільному каналі починається посилка даних, а також пересилання він прослуховується, щоб встановити, чи зустрічаються колізії зі станцією, яка випадково почала передачу в той же час.
Token - Ring. Всі комп'ютери послідовно з'єднані і таким чином пов'язані в кільце. У режимі «бездіяльності» (немає даних) в мережі циркулює спеціальне повідомлення, так званий маркер (точніше вільний маркер). Цей маркер передається від одного комп'ютера до наступного. Комп'ютер, який заволодів маркером, може посилати дані, приєднуючи їх до маркера (зайнятий маркер). Блок даних буде передаватися від станції до станції, поки прийде до адресата. Адресат перевірить правильність даних і відпустить маркер.
Token - Bus. При методі Token-Bus доступ також регулюється передачею маркера, тільки мережа має шинну або деревоподібну топологію. Тут організовано логічне кільце.

3. Типи передачі

При передачі даних в локальних мережах використовується в основному узкополосная передача. Передавальний канал приймає два (іноді й три) стану (рівня) в залежності від переданого цифрового сигналу.
У територіальних мережах використовується частково і модульована передача, при цьому цифрові значення високочастотного сигналу модулюється.
У цьому тексті розглядаються тільки мережі з вузькосмуговій передачею. Використовується кодування, яка дозволяє зворотне отримання тактів з сигналу. У локальних мережах наводяться головним чином три коду перетворення цифрового сигналу в аналоговий: 1) Ethernet - код Манчестера: залежно від зміни станів можливий перехід на початок кожного біта («1» - перехід від 0 до 1, «0» - перехід від 1 до 0), 2) Token-Ring - диференційований код Манчестера: перехід на початок біта тільки при наступному «0»; 3) FDDI (скловолокно) - код «не повертати перевернутий нуль»: «0» - до початку бітового періоду зміна стану , «1» - без зміни рівня.

4. Ethernet

На сьогодні Ethernet - широко поширений стандарт для локальних мереж. Передача даних здійснюється за допомогою методу CSMA / CD. Можуть використовуватися різні протоколи (TCP / IP, DECnet, IPX / SPX і ін.) В якості середовища передачі даних використовуються: коаксіальний кабель опором в 50 Ом, вита пара, оптоволокно або інше середовище. Швидкість передачі даних звичайно 10 Мб / с, але може бути і 100 Мб / с. Тип передачі даних - вузькосмуговий. Максимальна довжина всієї мережі - 2500 м .
Дані пересилаються в пакетах, тобто розбиваються на кадри (Ethernet-кадри), до яких приєднує керуюча інформація на початку та інформація для перевірки помилок в кінці (циклічний надлишковий код). На жаль, немає уніфікованих кадрів даних, а історично виникли умовні кадри з різною структурою.
IEEE (Інститут електричних та електронних проектів) розробив специфікацію для стандарту Ethernet, яку позначають IEEE 802.3. У рамках цієї специфікації розвинулося декілька топологій:
Позначення в специфікації IEEE будується наступним чином:
- Перше число - швидкість передачі даних в Мб / с (10 МБ / с);
- Base або Broad - типи передачі, відповідно узкополосная або широкосмугова;
- Останнє число позначає максимальну довжину сегмента, виражену в одиницях по 100 метрів (5 - 5 по 100 метрів , Тобто 500 метрів ); Літера показує тип кабелю.

5. Середовища передачі

У даному розділі розглядаються основні типи передавальних середовищ (кабелів) і стандарти до них відносяться. Основні параметри середовища передачi: швидкість передачі даних, тип передачі (узкополосная або широкосмуговий), і максимальна довжина кабельного сегмента.
Token - Ring. Кабель складається з двох окремих ізольованих проводів, які разом ще ізольовані (кручена пара, IBM тип 1, 2, або 3). Швидкість передачі даних становить 4 або 16 Мб / с. При 4 Мб / с можуть бути з'єднані максимально 260 станцій. Максимальна довжина між станцією і розподільником кільцевого кабелю - 300 метрів , Між двома розподільниками - 200 метрів . Тип передачі - вузькосмуговий.
Стандартний Ethernet (10Base5). Кабель являє собою товстий коаксіальний кабель опором 50 Ом, покритий, більшою частиною, ізолюючим шаром жовтого кольору (звідси інша його назва: «жовтий кабель»). Довжина кабельного сегмента повинна бути не більше 500 метрів. Через трансивер можуть підключатися станції. Ці модулі розташовуються на кабелі не ближче 2,5 м один від одного. Через кабелі трансиверів до них підключаються станції. Максимальна довжина такого кабелю - 50 метрів. Максимальне число станцій підключених до кабельного сегмента - 100.
Тонкий Ethernet (Дешева мережа, 10Base2). Цей кабель відносно недорогий і простий в установці (звідси назва «дешева мережа»). Кабель підключається до мережевої карти комп'ютера за допомогою BNC-T-коннектора а. Кожен кабельний сегмент обмежується BNC-конекторами. Сегменти можуть з'єднаються з допомогою BNC-Баррел-конекторів. Максимальна довжина сегмента - 185 метрів.
Вита пара (10BaseT). Кабель представляє собою кілька пар переплетених проводів. Швидкість передачі даних 10-100 Мб / с. Довжина кабельного сегмента до 100 метрів. Одним сегментом з'єднуються тільки дві станції. Для збільшення кількості підключених станцій використовуються концентратори. Мережа на кручений парі може обслуговувати до 1024 комп'ютера. Розрізняють: неекрановану (UTP), общеекранірованную (FTP), вкриту (S / UTP), укрите-екрановану (S / STP) та індустріальну (ITP) виту пару. Для підключення витої пари до концентраторів і мережним платам комп'ютерів використовуються коннектори RJ-45.
Оптоволоконний Ethernet (10BaseF). Кабель на основі оптоволокна, яке проводить сигнал тільки в одну сторону, тому кабель складається з двох проводів, що передають сигнали в різні боки. Довжина сегмента до 2000 метрів.
З розвитком технологій стає доступним гігабітний Ethernet зі швидкістю передачі даних в кілька гігабіт. В якості кабельної системи він використовує виту пару і оптоволоконний кабель.

6. Джерела перешкод

У цьому розділі йдеться про перешкоди, що діють на мережеві кабелі. У першу чергу це електромагнітні перешкоди від різних електроприладів. Але й сам кабель спотворює сигнал за рахунок опору. Всі впливу змінюють цифровий сигнал. Основні причини спотворень сигналу: загасання, обмеження ширини діапазону, зміна часу проходження сигналу, шуми і ін

7. Повторювач, міст, маршрутизатор

У цьому розділі розглядаються пристрої, що дозволяють організовувати різні комп'ютерні мережі.
Щоб загасання сигналу не призводило до перешкод, в довгих кабельних сегментах використовується, так званий, повторювач (репітер). Відстань між репітерами і пристроями визначається в залежності від типу кабелю. Існують багатопортовий (до 8 портів) репітери для розширення мережі та одночасного підключення кількох станцій на основі тонкого Ethernet.
З тією ж метою, але для мереж на основі витої пари використовуються концентратори (хаби). У них буває 4, 5, 8, 12, 16 і 32 порту.
При побудові мереж на основі 10Base5 і 10Base2 з використанням повторювачів і концентраторів грунтуються на наступному правилі: не може бути з'єднане більше п'яти кабельних сегментів, при цьому вони з'єднуються чотирма повторювачами, і тільки до трьох із них можуть підключатися комп'ютери. Таким чином, для товстого Ethernet максимальна загальна довжина мережі 2500 метрів , А для тонкого Ethernet - 985 метрів .
Для мереж на витій парі правило можна сформулювати наступним чином: максимальна довжина сегмента кабелю - 100 метрів, розширення мережі може відбуватися тільки за допомогою активних елементів (комутатор, маршрутизатор).
Сегменти оптоволоконного кабелю можуть з'єднувати мости, комутатори та / або повторювачі, або ж один повторювач з однією єдиною станцією за допомогою прийомопередавача (трансивера), або дві станції за допомогою трансиверів.
Ще один тип комутуючих пристроїв - це міст. Міст розділяє фізично дві мережі на основі Ethernet, дефекти, такі як колізії і помилкові пакети даних не можуть пройти через міст. Міст незалежний від протоколу, тобто передає всі протоколи, що діють у мережі Ethernet. Міст працює з власною швидкістю, як складова частина мережі. Кількість послідовно з'єднаних мостів у відповідності зі специфікацією IEEE 802.1 обмежено числом 7. Для нормальної роботи воно не повинно перевищувати чотирьох. Міст створює для кожної мережі таблицю адрес всіх станцій, які посилають дані. Кожен міст працює на другому рівні моделі OSI. Міст може бути доповнений адресним фільтром, який регулює, на які адреси інформація може надсилатися, а на які ні. Крім того, міст виконує наступні функції: відмовостійкість, захист даних, збільшення пропускної здатності, запобігання мережевих зациклення. Останнє досягається за рахунок так званого алгоритму обхвативанія дерева. Він замінює додаткові зв'язують мережі шляху (так звані петлі) на певні логічні шляхи в мережі.
Комунікатор як і міст пристрій другого рівня моделі OSI, тобто він може з'єднувати мережі з різними фізичними властивостями, наприклад мережу на основі коаксіального кабелю і кручений парі. Всі протоколи вищих рівнів повинні бути ідентичні. Комунікатор протоколонезавісім. Він часто позначається як багатопортовий міст. Кожен порт утворює окремий мережевий сегмент. Кожній сегмент використовує всю ширину діапазону мережі. Комунікатор досліджує кожен проходить пакет на адресу контролера доступу до середовища в мережі-приймачі і може передати його безпосередньо туди.

Відмінності концентратора і комунікатора:
Концентратор: а) може передавати тільки один пакет даних іншому концентратора за раз, б) швидкість передачі 10 Мб / с або 10-100 Мб / с для концентраторів з подвійною швидкістю; в) не знає і не може досліджувати, в який порт яка станція посилає дані, не може конфігуруватися; г) дешевше комунікатора.
Комунікатор: а) може передавати кілька пакетів даних одночасно; б) загальна ширина діапазону (інтенсивність передачі інформації) істотно вище, ніж у концентратора; в) знає, які станції з якими портами з'єднуються; г) швидкість передачі 10, 10-100 або 1000 МБ / с; г) не може конфігуруватися.
Великі мережі, такі як Інтернет, складаються з безлічі маленьких мереж. Зв'язок різних мереж здійснюється спеціальним пристроєм, званим маршрутизатор. Його завдання - передавати дані між комп'ютерами в різних мережах по можливості з оптимального шляху. Маршрутизатор з'єднує мережі з різною топологією і працює на третьому рівні моделі OSI. Він є центральним пунктом у структурі мережі. За допомогою маршрутизації різних типів мереж, а також різних протоколів досягається оптимальне управління трафіком і мережева навантаження. Маршрутизатор протоколозавісім і повинен знати всі використовувані протоколи. Маршрутизатор будує таблицю маршрутизації, в якій зберігаються адреси всіх комп'ютерів мережі. Основні елементи маршрутизатора - це процесор і пам'ять. Крім того, є кілька мережевих плат для зв'язку з кожною мережею. Мережева карта зв'язана за допомогою системної шини процесором, а процесор звертається до пам'яті для отримання відомостей про таблицю маршрутизації.
Міст-маршрутизатор управляє передачею даних між різними мережевими сегментами за допомогою функцій моста або маршрутизатора. Для маршрутизуються протоколів він працює як маршрутизатор; для немаршрутізіруемих - як міст.
Комутація третього рівня - це технологія, яка комбінує комутацію з її властивістю провідності (другий рівень) і масштабованої маршрутизацію (третій рівень).
Термінальний сервер служить тому, щоб будь-яке кінцеве пристрій встановлювало зв'язок з комп'ютером. Термінальний сервер підключається до мережі з допомогою трансивера, і користувач управляє ним через командний інтерфейс, так що можна встановлювати зв'язок, розривати її і ставити її параметри.
Шлюз може з'єднувати повністю різні (гетерогенні) мережі між собою. Він представляє спільні (віртуальні) вузли, які належать обом мереж, і встановлює загальносітьового передачу даних. Шлюз використовується з одного боку для зв'язку локальної та територіальної мереж, з іншого боку - для переходу між різними службами.
Комп'ютер міжмережевий захисту здійснює захист від спроб злому локальної мережі, яка має вихід у відкриту мережу. Зазвичай комп'ютери підприємства, які працюють під управлінням різних операційних систем, досяжні прямо з відкритої мережі. Міжмережний захист за допомогою каналізації комунікацій дозволяє складати докладні файли протоколів спроб злому, тому що непроханий гість спочатку повинен пройти через комп'ютер міжмережевий захисту.
За допомогою комутаторів другого і третього рівнів можна створювати так звані віртуальні локальні обчислювальні мережі (ВЛВС). ВЛВС мають структуру як у звичайної локальної мережі, але комп'ютери, в неї входять, не обов'язково повинні перебувати в одному приміщенні, а можуть знаходитися достатньо далеко один від одного. Об'єднання в ВЛВС може відбуватися за наступними критеріями: порт комутатора, адресу контролера доступу до середовища, протокол рівня мережі, логічна адреса мережі, додаток. Трафік в кожній ВЛВС окремий.

8. З'єднання кабелів типу «вита пара» та планування мереж

Для з'єднання кручений пари використовуються вилки (коннектори), розетки і монтажні коробки типу RJ-45.
У стандартній кручений парі знаходиться чотири пари проводів. Кожна пара має свій колір, але один з дротів має повністю один колір, а другий - колір упереміж з білим. При прикріпленні коннектора або розетки до кабелю орієнтуються на порядок проходження квітів проводів. Для кожного типу кручений пари він свій.
Прикріплення коннектора і розетки до кабелю здійснюється за допомогою спеціальних інструментів.
Завдання планування мереж:
· Заміна організаційних і топологічних структур на мережеву структуру;
· Облік захисту даних, якості підприємства і взломоустойчивості;
· Координація з провайдером, реєструючими установами та установами надання ресурсів компонентів мережі, які треба враховувати:
o концентратори, мости, маршрутизатори, шлюзи;
o фільтр пакетів, шлюз додатків;
o інструменти діагностики та обліку;
· Вимоги до прокладання мережевих кабелів:
o відкрита для різних технік локальних мереж (сьогодні й у майбутньому);
o незалежно від виробника;
o достатню кількість обсягу передачі і в майбутньому;
o надійно, несприйнятливо до заважає впливам;
o легко обслужіваемо;
o економічно виправдане рішення;
o інтеграція існуючого обладнання;
o наявні компоненти повинні бути включені.
При плануванні важливу роль відіграє визначення ієрархічної структури мережі, тобто одна велика або декілька маленьких мереж. При єдиній мережі простіше адмініструвати, при невеликому трафіку висока швидкість, деякі протоколи можуть функціонувати тільки в єдиній мережі, але при великому трафіку мережа завантажується, помилкові пакети заважають всієї мережі. У випадку декількох маленьких мереж адміністраторська відповідальність легко розділяється, краще розподіляється трафік, є можливість розширення мережі на великі відстані, але з'являються проблеми з адмініструванням, так як потрібно надавати мережеві номери, складати таблиці маршрутизації та узгоджувати роботу і з'єднання мостів і маршрутизаторів.
Далі важливу роль відіграє вибір компонентів з'єднання: вид кабелю, наявність повторювачів, мостів, комунікаторів, маршрутизаторів. Кожен з компонентів має свої плюси і мінуси вирішує конкретні завдання.
Важливо визначити чи буде мережа мати вихід в Інтернет (можливо пізніше). Якщо так, то глобальні IP-номери повинні визначатися провайдером. В іншому випадку використовується внутрішня IP-нумерація.
Імена комп'ютерів в мережі визначаються відповідно до організаційної структури підприємства.
Для коректної роботи мережі необхідний постійний контроль складових її елементів і тестування кабельної системи. Для цього використовуються спеціальні інструменти.
Разом з плануванням мережа документується. Докладно описуються всі компоненти, складові мережу, і кабельна система її утворює. Кожен пристрій і кожен кабель повинні бути однозначно інтерпретуються. Усяка зміна в мережі має реєструватися. Така скрупульозність надасть неоціненну допомогу у випадку аварійної ситуації. Добре допомагає графічна інтерпретація мережі.

9. TCP / IP

Протоколи сімейства TCP / IP розроблялися в 70-х роках для обміну даними в гетерогенних комп'ютерних мережах. TCP - це протокол контролю передачі. Працює на четвертому рівні моделі OSI. IP - міжмережевий протокол (третій рівень).
Для цього протоколу рівні з 5 по 7 об'єднуються в рівень програми, так як додаток безпосередньо взаємодіє з транспортним рівнем. На четвертому (транспортному) рівні знаходиться протокол TCP, який здійснює транспортування даних і контроль потоку даних. На третьому рівні знаходиться протокол IP. Він встановлює IP-адреси і проводить маршрутизацію пакетів даних.
До родини протоколів TCP / IP належить кілька службових програм вищих рівнів OSI: Telnet, FTP, NFS, NNTP, SMTP, DNS.
Головна перевага протоколів сімейства TCP / IP простота реалізації мережевого з'єднання. Окремі локальні мережі можуть з'єднуватися за допомогою маршрутизатора або шлюзу.
На третьому рівні працює протокол ARP - протокол дозволів адреси, який перетворює логічний IP-адресу в фізичну адресу. Перетворення IP-адреси на адресу апаратних засобів відбувається за допомогою таблиць.
Протокол IP надає основну мережеву службу, відправку пакетів даних, так званих датаграм, по різних мережах.
IP - це протокол без підключення. При орієнтованому на підключення протоколі перевіряється при відкритті підключення, взагалі досяжний чи комп'ютер-отримувач. Протокол без підключення не робить це і, отже, не може ручатися, що пакет даних взагалі прибуде до приймача. IP-датаграма складається із заголовка і блоку даних. У заголовку вказуються дані, що стосуються версії протоколу, його типу довжини блоку даних і заголовка і деякі специфічні опції.
Разом з IP-протоколом знаходиться ICMP (протокол повідомлень міжмережевого контролю), який надає обмін повідомленнями про помилки і контрольними повідомленнями на IP-рівні.
UDP (протокол користувальницьких датаграм) - це простий протокол четвертого рівня, який надає ненадійну транспортну службу без підключення без управління потоком даних.
Протокол TCP гарантує правильну транспортування даних - кожен пакет прибуває лише одного разу, безпомилково й у правильній послідовності. Додатково кілька програм за допомогою TCP можуть використовувати підключення між 2 комп'ютерами як ніби одночасно. Кожній виділяє віртуальний канал. Цей протокол крім того орієнтований на підключення. Надійність досягається позитивними відповідями (підтвердженнями) і повторенням помилкових блоків. Для встановлення зв'язку обидва комп'ютери переходять в режим обміну, для припинення передачі обидва відключають режим. Для кожної служби на основі TCP резервується свій порт на процесорі сервера.

10. Протоколи вищих рівнів

У цьому розділі коротко розглядаються протоколи верхніх рівнів моделі OSI.
DHCP і RADIUS. Щоб встановлювати контакт з іншими комп'ютерами по мережі на основі IP-протоколу, кожен комп'ютер потребує власного, однозначному номері IP. Підключення до мережі нового комп'ютера або зміна його статусу означає для адміністратора завдання його конфігурації. Крім того, на підприємстві можуть використовуватися переносні комп'ютери, які можуть підключатися в будь-якому місці мережі. Необхідно, щоб ця операція проходила автоматично, повністю, з підтвердженням і стандартизовано. Для цього використовується протокол DHCP (протокол динамічної конфігурації хоста). Ця служба дає можливість, щоб IP-номер та інші параметри мережі, такі як імена мережі, адресу шлюзу, і так далі призначалися клієнту динамічно, без того щоб адміністратор взагалі бачив комп'ютер. При цьому DHCP є повністю незалежною від призначеної платформи. Для стандартизованої аутентифікації при доступі через модем або Інтернет використовується RADIUS-протокол (служба віддаленої аутентифікації та віддаленого доступу користувача). У комбінації з DHCP і протоколом межкомпьютерного з'єднання завдання конфігурації набирають номер кінцевих систем вирішено автоматизованим способом. RADIUS-сервер - це центральний сервер аутентифікації, до якого звертаються всі сервери віддаленої аутентифікації. На основі цього протоколу працює служба віддаленого доступу.
SMTP - протокол простий пересилання пошти. Робота цього протоколу заснована на наборі основних ключових слів (команд): начла і кінець поштового сесії, адресант і адресат, тіло лист і т.д. При установці зв'язку між поштовими серверами на сервері приймачі з'являється спочатку заголовок, що сигналізує про початок передачі листа, і він посилає цифровий сигнал для підтвердження прийому. Далі слід незашифрований текст для зручності прочитання його людиною: від кого лист, копії, зміст листа. Потім передавальний сервер сигналізує про закінчення листа і повідомляє про готовність до прийняття наступного листа. Отримане лист сервер копіює в файл поштової скриньки. Листи можна надсилати безпосередньо з поштового сервера. Крім того, є можливість надсилати та отримувати лист з персонального комп'ютера. Для цього служить програма поштового клієнта, що працює на основі технології клієнт-сервер. Цьому допомагають протоколи POP і IMAP.
POP - протокол поштового офісу. Служить для отримання пошти від провайдера, якщо свій комп'ютер не пов'язаний постійно з Інтернетом. Листи визначені для одержувача поміщаються в теку черзі і повинні забиратися звідти одержувачем. Провайдер надає POP-сервер, який представляє інтерфейс POP-клієнта на комп'ютері-одержувачі. Локальний POP-клієнт зв'язується з POP-сервером провайдера. Йому пропонуються наявні листи. Підключення POP3 відбувається в кілька етапів через TCP-порт 110. Спочатку сервер посилає вітальне повідомлення. Потім слід режим авторизації, на якому клієнт повинен ідентифікувати себе в порівнянні з сервером, тобто він повинен вказати своє ім'я користувача та пароль, зареєстровані на сервері. Після успішної авторизації запускається режим операцій. Всі операції запускаються в режимі редагування поштової скриньки. Коли клієнт посилає команду «Вихід», запускається режим модернізації, на якому застосовуються зроблені зміни.
IMAP-протокол доступу до Інтернет-повідомленням. За своїми функціями дуже схожий на POP, але має додаткові функції, наприклад, зміст електронного листа може завантажуватися окремо, і також вкладення можна затребувати окремо. Підключення клієнта до сервера відбувається через TCP-порт 143. На відміну від POP і SMTP клієнт при роботі з IMAP не повинен відразу після надісланій команди чекати відповідь сервера. Він може послати кілька послідовних команд, а відповідь може прийти пізніше. Відповідь сервера містить повідомлення про успіх чи помилку операції. З'єднання проходить у кілька етапів: встановлення зв'язку, аутентифікація, вибір поштової скриньки, робота з поштовою скринькою, завершення поштового сеансу.
FTP - протокол передачі файлів. Це центральна служба транспортування файлів в локальній мережі в інші системи. Головна особливість даного протоколу полягає в розділенні каналів даних та управління. Для каналу управління встановлений TCP-порт 20, для каналу передачі даних - TCP-порт 21. FTP має власну систему команд, яка обслуговується інтерактивно. Виклик програми передачі файлів здійснюється командою ftp. У команді можна вказувати додаткові опції та ім'я комп'ютера. Якщо зазначений комп'ютер знайдений, то встановлюється з'єднання. В іншому випадку викликається режим командного рядка для роботи зі службою передачі файлів. Далі необхідно вводити команди для виконання дій. Деякі команди: для отримання допомоги по команді служить команда - help [команда], для зв'язку з комп'ютером - open ім'я_комп'ютера, робота від імені користувача - user ім'я_користувача [пароль], завершення з'єднання - disconnect, вихід з програми - quit та ін Про успіх або помилку виконання операцій свідчать повідомлення, що виводяться на екран.
HTTP - протокол передачі гіпертексту. HTTP - це протокол прокладних рівня, який пропонує всі можливості передачі гіпермедіа-інформації. HTTP не залежимо від апаратних засобів або від операційної системи. Адресація ресурсів відбувається за допомогою URL (уніфікований локатор ресурсів) або URN (уніфікована нумерація ресурсів). HTTP можна використовувати для доступу до серверів з іншими протоколами. Основна функція HTTP полягає в тому, що на основі питально-відповідної системи, яка запитує програма (програма перегляду всесвітньої павутини, WWW-браузер) встановлює зв'язок з програмою, яка чекає на питання (WWW-сервер), і посилає їй запит. Запит містить метод запиту, URL, версію протоколу, інформацію про службу і, можливо, невелике повідомлення. Сервер відповідає повідомленням статусу, за яким слід повідомлення, подібне багатоцільовим розширень електронної пошти, і, можливо, запитуваний документ. Відразу після відповіді на запит зв'язок припиняється. Можливо примусове переривання зв'язку користувачем. Комунікація між програмами всесвітньої павутини відбувається за допомогою пересилання запитів і відповідей між клієнтом і сервером. Запити та відповіді бувають простими і комплексними. Комплексний запит відрізняється від простого додаванням відомості про версії протоколу. Методи запиту визначають дії з запитуваною ресурсом: повну інформацію про ресурс, тільки заголовок, видалити ресурс з пам'яті, встановити або розірвати одну або кількома з'єднань між різними ресурсами.

11. Глобальні мережі, голосовий зв'язок по каналах IP, мережа по силових кабелів, радіомережі

Середовища передачі даних для глобальних мереж.
DATEX - L. Це скорочення від «Data Exchange (обмін даними)». L означає, що маршрут зв'язку надається між двома комунікативними партнерами на основі мережі з комутацією каналів. Обидві станції повинні має однакові швидкість передачі даних, код, протокол. Застаріваюча модель.
DATEX-P. P означає пакетну комутацію. Дані розбиваються на пакети. Станції можуть мати різні швидкості передачі даних. Кожен пакет добирається до мети своїм найбільш оптимальним шляхом, не піклуючись про правильну логічної послідовності. І комп'ютера приймача вони збираються в правильну послідовність.
Кадр передачі. Це подальший розвиток DATEX-P. Більш надійний в при роботі з помилковими кадрами. Часткове виправлення помилок. Прозоре встановлення з'єднання. Пропускаються тільки безпомилкові пакети.
FPS (швидка пакетна комутація). Більш швидка служба пакетної комутації, у якої кадри мають більш стійку довжину. Кадри позначаються як осередки. FPS відрізняється змінним розподілом ширини діапазону. Відомості заголовка несуть распознаватель помилок.
ATM (режим асинхронної передачі). Це високошвидкісна пакетна комутація розроблялася для цифрової служби цифрової широкосмугової мережі (B-ISDN) як техніка комутації і відносилася одно до даних, мов, текстів і малюнків. ATM базується на FPS. ATM працює орієнтоване на підключення, тобто для передачі даних необхідно встановити зв'язок. У контрольному полі не вказуються адреси відправника і одержувача, зате вказуються віртуальний шлях і віртуальний канал. Віртуальний шлях - це з'єднання, яке встановлюється на короткий час передачі і виглядають як справжній виділений канал. Віртуальний канал - це канал зв'язку, який існує тільки під час передачі даних. Віртуальний шлях складається з декількох віртуальних каналів. ATM формує зв'язок від комп'ютера до комп'ютера.
Голосовий зв'язок по каналах IP. Класична телефонна служба розвивається сьогодні в бік мобільних комунікацій на основі цифрових пакетнокоммутіруемих мереж. Багато підприємств мають власні комп'ютерні мережі переходять до того, щоб використовувати їх для мовної комунікації. Для цього використовується протокол VoIP. Через шлюз телефон-інтернет звичайна телефонна мережа з'єднується з мережею IP. Більш знайоме явище IP-телефонія. По мережі IP можна перемовлятися по всьому світу, але внаслідок непередбачуваності мережі Інтернет голосовий зв'язок часто страждає. Для того щоб постачати робоче місце у локальній мережі телефонними функціями поки не вистачає термінального обладнання. І все ж перші Ethernet-телефони вже з'явилися.
Мережа з силових кабелів. Компанія Siemens запропонувала рішення техніки швидкої і дешевої передачі даних за допомогою електричних комунікацій. Висока швидкість (до декількох Мб / с) при низькій напрузі дозволила б практично миттєво пов'язувати клієнтів. До того ж мережа електрокомунікацій постійно розширюється і використовується тільки для енергопостачання.
Радіомережі. На перший погляд ідея створення бездротових мереж приваблива, проте, на сьогодні існують причини неширокого використання таких мереж. Бездротові адаптери значно повільніше звичайних мережевих адаптерів. Діє обмеження на дальність розташування комп'ютерів в бездротовій мережі (10 - 50 метрів ). Значно дорожче установка безпровідної мережі і для її функціонування потрібні спеціальні комунікаційні пристрої (точки доступу). Крім того, виникають перешкоди від різних радіопристроїв. І безпека радіопередач поки ще перебуває на невисокому рівні. Деякі бездротові технології для домашнього використання: IrDA (інфрачервона зв'язок даних) - технологія, використовувана в ноутбуках, Palm-платформах, кишенькових комп'ютерах і мобільних телефонах з інфрачервоним інтерфейсом, відносно недорога, але точки доступу повинні знаходитися в межах прямої видимості; Bluetooth (синій зуб ) - технологія для бездротового взаємодії персонального комп'ютера та мобільного телефону, які могли б зв'язуватися в будь-якому місці, що знаходиться в розробці, хоча вже з'явилися досвідчені зразки; DMAP (профіль мультимедійного доступу по стандарту бездротового зв'язку) - технологія розширеного варіанту стандарту DECT для телефонів без кабелю . В основі лежить використання радіо-мультимедіа, тобто передача відео-та аудіо-сигналів через радіо-сигнали.

12. Мережі на основі Windows

У цьому розділі автор розповідає і ілюструє малюнками, як можна створити свою невелику локальну мережу на основі операційної системи Windows. Мережеві карти (адаптери) вставляються у вільний слот персонального комп'ютера. На старих картах потрібно було ще поміщати джемпер, щоб встановити переривання і вхідний і вихідний адресу. На сьогоднішній день мережеві адаптери конфігуруються за допомогою програмного забезпечення чи самонастроюється.
Далі автор детально пояснює, як можна встановити мережевий адаптер в системі Windows і як він налаштовується. Для цього вибирається мережевий протокол (IPX / SPX, NetBeui, TCP / IP), вибирається вид мережевого клієнта. Щоб комп'ютери могли звертатися один до одного, вказується його ім'я і робоча група, в якій він знаходиться. Далі можна оголосити загальні ресурси (файли, папки, пристрої). При цьому доступ налаштовується через спеціальні служби доступу. Мережними можуть бути диски, принтери, монітори і т.д.
Потім розглядається підключення до Інтернету під Windows. Сюди входить налаштування протоколу TCP / IP. Додається контролер віддаленого підключення. Після цього можливе підключення до провайдера і налагодження підключення через модем.
Далі перераховуються основні інструменти для налаштування і конфігурації доступу до Інтернету, яке входять до складу Windows.
На завершення розглядаються додаткові можливості операційних систем сімейства Windows по роботі з Інтернетом і локальною мережею на основі цифрової мережі комплексного обслуговування.

Література

1. Grundlagen Computernetze, Prof. Jьrgen Plate, FH Mьnchen, FB 04, http://www.netzmafia.de/skripten/netze/index.html