Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы
ББК 32.973.202я7 УДК 681.326(075) 054
Рецензенты:
Ю. А. Григорьев, доктор технических наук, профессор, кафедра «Системы обработки информации и управления» Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
Б. Ф. Прижуков, кандидат технических наук, заместитель начальника ИВЦ ОАО Московский междугородный и международный телефон
Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. — СПб: Издательство «Питер», 1999. — 672 с.: ил.
ISBN 5-8046-0133-4
Книга представляет собой фундаментальный учебник, в котором последовательно рассматриваются все основные аспекты архитектуры и технологии современных компьютерных сетей. Она предназначена для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотят получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.
Рекомендуется в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника».
ББК 32.973.202я7 УДК 681.326(075)
ISBN 5-8046-0133-4
© В. Г. Олифер, Н. А. Олифер, 1999 © Серия, оформление, Издательство «Питер», 1999
Содержание
От авторов.............................................................................................. 16
Для кого эта книга.……………………………………………….......... 16
Структура книги............................................................. 17
Благодарности...................................................................................... 20
Глава 1 • Общие принципы построения вычислительных сетей . 21
1.1. От централизованных систем — к вычислительным сетям.......... 21
1.1.1. Эволюция вычислительных систем................................... 21
Системы пакетной обработки................................................................ 21
Многотерминальные системы — прообраз сети .............................. 22
Появление глобальных сетей ................................................................. 23
Первые локальные сети............................................................................ 24
Создание стандартных технологий локальных сетей.................... 25
Современные тенденции.......................................................................... 26
1.1.2. Вычислительные сети — частный случай распределенных систем................................................................ 27
Мультипроцессорные компьютеры.................................................... 27
Многомашинные системы............................................................... ... 28
Вычислительные сети.......................................................................... 29
Распределенные программы................................................................... 30
1.1.3. Основные программные и аппаратные компоненты сети...... 31
1.1.4. Что дает предприятию использование сетей ...................... 32
Выводы ..................................................................................... 35
1.2. Основные проблемы построения сетей............................... 36
1.2.1. Связь компьютера с периферийными устройствами.............. 36
1.2.2. Простейший случай взаимодействия двух компьютеров......... 38
1.2.3. Проблемы физической передачи данных по линиям связи........ 41
1.2.4. Проблемы объединения нескольких компьютеров.................. 43
Топология физических связей........................................................... 43
Организация совместного использования линий связи .............. 45
Адресация компьютеров.......................................................................... 47
1.2.5. Ethernet — пример стандартного решения сетевых проблем .... 50
1.2.6. Структуризация как средство построения больших сетей..... 52
Физическая структуризация сети..................................................... 52
Логическая структуризация сети ....................................................... 55
1.2.7.Сетевые службы....................................................................................... 59
Выводы............................................................................. 60
1.3. Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации ........ 61
1.3.1. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс.
Стек протоколов................................................................. 61
1.3.2. Модель OSI............................................................................ 66
1.3:3.Уровни модели OSI............................................................. 69
Физический уровень................................................................................. 69
Канальный уровень...................................................................... 69
Сетевой уровень.................................................................................. 70
Транспортный уровень............................................................................. 72
Сеансовый уровень......................................................................... 73
Представительный уровень........................................................... 74
Прикладной уровень....................................................................... 74
Сетезависимые и сетенезависимые уровни....................................... 74
1.3.4.Понятие «открытая система».................................................. 76
1.3.5.Модульность и стандартизация..................................................77
1.3.6.Источники стандартов................................................................ 78
1.3.7. Стандартные стеки коммуникационных протоколов .............. 82
Стек OSI...................................................................................... 82
Стек TCP/IP................................................................................ 83
Стек IPX/SPX............................................................................. 85
Стек NetBIOS/SMB.................................................................................. 85
Выводы......................................................................;....................... 87
1.4.Локальные и глобальные сети........................................................ 87
1.4.1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей......... 87
1.4.2. Отличия локальных сетей от глобальных................................. 88
1.4.3. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей ....... 90
Выводы.............................................................................................. 92
1.5. Сети отделов, кампусов и корпораций.......................................92
1.5.1. Сети отделов................................................................................92
1.5.2. Сети кампусов ....................................................................93
1.5.3. Корпоративные сети....................................................................... 95
Выводы................................................................................................... 97
1.6. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям...... 97
1.6.1. Производительность...................................................................... 98
1.6.2. Надежность и безопасность....................................................101
1.6.3. Расширяемость и масштабируемость .................................... 102
1.6.4. Прозрачность .............................................................................. Ю2
1.6.5. Поддержка разных видов графика .............................................. 103
1.6.6. Управляемость....................................................................... Ю4
1.6.7.Cовместимость.................................................................. Ю5
Выводы.............................................................................................. Ю5
Вопросы и упражнения ......................................................................... 106
Глава 2
Основы передачи дискретных данных..................................... 109
2.1. Линии связи................................................. Ю9
2.1.1. Типы линий связи...................................................................... 109
2.1.2. Аппаратура линий связи ............................................... 111
2.1.3. Характеристики линий связи ................................................... 113
Типы характеристик и способы их определения.......................... 113
Спектральный анализ сигналов на линиях связи........................ 114
Амплитудно-частотная характеристика,'полоса
пропускания и затухание................................................................. 116
Пропускная способность линии ......................................................... 118
Связь между пропускной способностью линии
и ее полосой пропускания................................................................. 121
Помехоустойчивость и достоверность.............................................. 122
2.1.4. Стандарты кабелей............................................................... 123
Кабели на основе неэкранированной витой пары........................ 125
Кабели на основе экранированной витой пары............................ 127
Коаксиальные кабели........................................................................... 127
Волоконно-оптические кабели............................................................ 128
Выводы...................................................................................... 130
2.2. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне.. 132
2.2.1. Аналоговая модуляция............................... 132
Методы аналоговой модуляции......................................................... 133
Спектр модулированного сигнала...................................................... 134
2.2.2. Цифровое кодирование ................................................... 135
Требования к методам цифрового кодирования........................... 135
Потенциальный код без возвращения к нулю............................... 137
Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией.................................................................... 138
Потенциальный код с инверсией при единице............................. 138
Биполярный импульсный код.......................................................... 139
Манчестерский код............................................................................. 139
Потенциальный код 2B1Q,.................................................................... 140
2.2.3. Логическое кодирование........................................................ 140
Избыточные коды............................................................................... 140
Скрэмблирование........................................................................ 141
2.2.4. Дискретная модуляция аналоговых сигналов............................ 144
2.2.5. Асинхронная и синхронная передачи..................................... 147
Выводы ........................................................................ 148
2.3. Методы передачи данных канального уровня ............................ 149
2.3.1. Асинхронные протоколы................................... 150
2.3.2. Синхронные символьно-ориентированные
и бит-ориентированные протоколы................................................. 151
Символьно-ориентированные протоколы....................................... 152
Бит-ориентированные протоколы................................................... 152
Протоколы с гибким форматом кадра.............................................. 154
2.3.3. Передача с установлением соединения
и без установления соединения.......................................................... 155
2.3.4. Обнаружение и коррекция ошибок............................................157
Методы обнаружения ошибок............................................................. 157
Методы восстановления искаженных и потерянных кадров... 158 2.3.5. Компрессия данных.............................................................................. 161
Выводы......................................................................................................... 163
2.4. Методы коммутации..................................................... 164
2.4.1. Коммутация каналов............................................................165
Коммутация каналов на основе частотного мультиплексирования.. 166
Коммутация каналов на основе разделения времени................. 168
Общие свойства сетей с коммутацией каналов............................. 170
Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий FDM, TDM и WDM.............................. 171
2.4.2. Коммутация пакетов .......................................... 172
Принципы коммутации пакетов..................................................... 172
•Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов................ 174
Пропускная способность сетей с коммутацией пакетов............ 175
2.4.3. Коммутация сообщений................................177
Выводы........................................................................................ 178
Вопросы и упражнения ..................................................................... 179
Глава 3
Базовые технологии локальных сетей...................................... 181
3.1. Протоколы и стандарты локальных сетей.................................. 181
3.1.1. Общая характеристика протоколов локальных сетей .......... 181
3.1.2. Структура стандартов IEEE 802.X ............................... 184
Выводы............................................................................................ 187
3.2. Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2). 188
3.2.1 Три типа процедур уровня LLC..................................... 188
3.2.2. Структура кадров LLC. Процедура с восстановлением
кадров LLC2...................................................................................................... 189
Выводы.............................................................................................. 192
3.3. Технология Ethernet (802.3)............................................................ 193
3.3.1. Метод доступа CSMA/CD.................................................... 193
Этапы доступа к среде..................................................................... 194
Возникновение коллизии.....................................................................195
Время двойного оборота и распознавание коллизий.................. 197
3.3.2. Максимальная производительность сети Ethernet............ 199
3.3.3. Форматы кадров технологии Ethernet......................................201
Кадр 802.3/LLC................................................................................ 202
Кадр Raw 802.3/Novell 802.3........................................................... 204
Кадр Ethernet DIX/Ethemet II......................................................... 204
Кадр Ethernet SNAP......................................................................... 205
Использование различных типов кадров Ethernet...................... 205
3.3.4. Спецификации физической среды Ethernet............................ 206
Стандарт lOBase-5............................................................................ 207
Стандарт lOBase-2............................................................................209
Стандарт lOBase-T............................................................................211
Оптоволоконный Ethernet................................................................... 214
Домен коллизий...................................................................................... 215
Общие характеристики стандартов Ethernet 10 Мбит/с........... 215
3.3.5. Методика расчета конфигурации сети Ethernet.................. 216
Расчет PDV............................................................................................. 217
Расчет PW.............................................................................................. 219
Выводы........................................................................................ 220
3.4. Технология Token Ring (802.5) ................................................. 221
3.4.1. Основные характеристики технологии .............................. 221
3.4.2. Маркерный метод доступа к разделяемой среде.................. 222
3.4.3. Форматы кадров Token Ring.............................................. 224
Маркер........................................................................................... 224
Кадр данных и прерывающая последовательность...................... 224
Приоритетный доступ к кольцу .................................................. 226
3.4.4. Физический уровень технологии Token Ring......................... 227
Выводы .................................................................................................... 229
3.5. Технология FDDI................................................................. 230
3.5.1. Основные характеристики технологии ................................... 230
3.5.2. Особенности метода доступа FDDI......................................... 232
3.5.3. Отказоустойчивость технологии FDDI.................................. 233
3.5.4. Физический уровень технологии FDDI................................... 235
3.5.5. Сравнение FDDI с технологиями Ethernet и Token Ring................ 236
Выводы .................................................................................................237
3.6. Fast Ethernet и lOOVG-AnyLAN как развитие технологии Ethernet.. 238
3.6.1. Физический уровень технологии Fast Ethernet................... 239
Физический уровень lOOBase-FX — многомодовое
оптоволокно, два волокна................................................................ 242
Физический уровень lOOBase-TX — витая пара UTP Cat 5
или STP Type 1, две пары.................................................................. 243
Физический уровень 100Base-T4 — витая пара UTP Cat 3,
четыре пары ............................................................................................244
3.6.2. Правила построения сегментов Fast Ethernet
при использовании повторителей ................................................ 245
Ограничения длин сегментов DTE-DTE......................................... 246
Ограничения сетей Fast Ethernet, построенных на повторителях.................................................................................... 246
3.6.3. Особенности технологии lOOVG-AnyLAN.................................. 249
Выводы .................................................................................................251
3.7. Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet................................. 252
3.7.1. Общая характеристика стандарта ............................................... 252
3.7.2. Средства обеспечения диаметра сети в 200 м
на разделяемой среде......................................................................... 255
3.7.3. Спецификации физической среды стандарта 802.3z .............. 256
Многомодовый кабель....................................................................... 256
Одномодовый кабель ......................................................................... 256
Твинаксиальный кабель......................................................................... 257
3.7.4. Gigabit Ethernet на витой паре категории 5 ........................... 257
Выводы ...............................................................................258
Вопросы и упражнения..................................................................... 259
Глава 4
Глава 6
Глобальные сети................................................................... 455
6.1. Основные понятия и определения ................................... 456
6.1.1. Обобщенная структура и функции глобальной сети......................... 456
Транспортные функции глобальной сети..................................... 456
Высокоуровневые услуги глобальных сетей ....,.....;.................... 457
Структура глобальной сети............................................................. 458
Интерфейсы DTE-DCE.......................................................................... 461
6.1.2. Типы глобальных сетей....................................................................... 464
Выделенные каналы......................................................................... 464
Глобальные сети с коммутацией каналов..................................... 465
Глобальные сети с коммутацией пакетов .................................... 466
Магистральные сети и сети доступа.................................................. 467
Выводы ........................................................................470
6.2. Глобальные связи на основе выделенных линий ...................... 471
6.2.1. Аналоговые выделенные линии ................................................. 472
Типы аналоговых выделенных линий.......................................... 472
Модемы для работы на выделенных каналах................................ 472
6.2.2. Цифровые выделенные линии.............................................. 476
Технология плезиохронной цифровой иерархии PDH.............. 476
Технология синхронной цифровой иерархии SONET/SDH ... 479 Применение цифровых первичных сетей.................................... 486
Устройства DSU/CSU для подключения к выделенному каналу........................ 489
6.2.3. Протоколы канального уровня для выделенных линий................... 489
Протокол SLIP................................................................... 490
Протоколы семейства HDLC ........................................................492
Протокол РРР........................................................................................... 492
6.2.4. Использование выделенных линий для построения
корпоративной сети............................................................................. 494
Выводы................................................................................................... 498
6.3. Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов................ 500
6.3.1. Аналоговые телефонные сети............................................ 501
Организация аналоговых телефонных сетей.................................. 501
Модемы для работы на коммутируемых аналоговых линиях... 503
6.3.2. Служба коммутируемых цифровых каналов Switched 56.... 506
6.3.3. ISDN — сети с интегральными услугами.................. 507
Цели и история создания технологии ISDN.................................. 507
Пользовательские интерфейсы ISDN ............................................ 509
Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN... 511
Адресация в сетях ISDN................................................................... 513
Стек протоколов и структура сети ISDN........................................ 515
Использование служб ISDN в корпоративных сетях................. 516
Выводы ............................................................................. 518
6.4. Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов............................ 519
6.4.1. Принцип коммутации пакетов с использованием техники
виртуальных каналов........................................................................... 520
6.4.2. Сети Х.25 ................................................................. 523
Назначение и структура сетей Х.25................................................ 523
Адресация в сетях Х.25 .................................................................... 526
Стек протоколов сети Х.25 ................................................................... 526
6.4.3. Сети Frame Relay....................................................... 530
Назначение и общая характеристика............................................ 530
Стек протоколов frame relay............................................................. 532
Поддержка качества обслуживания ................................................534
Использование сетей frame relay ........................................................ 539
6.4.4. Технология АТМ....................................................540
Основные принципы технологии АТМ...........................................542
Стек протоколов АТМ....................................................................... 548
Уровень адаптации AAL .................................................................. 549
Протокол АТМ.................................................................................. 551
Категории услуг протокола АТМ и управление графиком...... 554
Передача трафика IP через сети АТМ.............................................. 559
Сосуществование АТМ с традиционными технологиями локальных сетей ....................................................................................561
Использование технологии АТМ ....................................................... 564
Выводы .............................................................................566
6.5. Удаленный доступ.............................................................. 567
6.5.1. Основные схемы глобальных связей при удаленном доступе...567
Типы взаимодействующих систем ................................................. 568
Типы поддерживаемых служб ........................................................ 569
Типы используемых глобальных служб........................................... 570
6.5.2. Доступ компьютер — сеть .................................. 571
Удаленный узел.................................................................................. 572
Удаленное управление и терминальный доступ ........................... 573
Почта.................................................................................... 574
6.5.3. Удаленный доступ через промежуточную сеть.. 575
Общая схема двухступенчатого доступа.......................................... 575
Технологии ускоренного доступа к Internet через абонентские окончания телефонных и кабельных сетей ....... 577
Выводы ..............................................................................................579
Вопросы и упражнения ...................................................................... 580
Глава 7
Средства анализа и управления сетями...................................583
7.1. Функции и архитектура систем управления сетями .............. 584
7.1.1. Функциональные группы задач управления......................... 584
7.1.2. Многоуровневое представление задач управления................ 588
7.1.3. Архитектуры систем управления сетями.....................................590
Схема менеджер — агент............................................................590
Структуры распределенных систем управления.................... 592
Платформенный подход.............................................................595
Выводы ................................................................................... 596
7.2. Стандарты систем управления.........................596
7.2.1. Стандартизуемые элементы системы управления ...................... 596
7.2.2. Стандарты систем управления на основе протокола SNMP........597
Концепции SNMP-управления .................................................597
Примитивы протокола SNMP .................................................. 598
Структура SNMP MIB ............................................................... 599
Форматы и имена объектов SNMP MIB ................................. 601
Формат сообщений SNMP........................................................ 603
. Спецификация RMON MIB..................................................... 606
Недостатки протокола SNMP.............................................................. 608
7.2.3. Стандарты управления OSI................................................. 608
Агенты и менеджеры................................................................ 609
Управление системами, управление уровнем и операции уровня.............................................................. 611
Информационная модель управления.............................................. 611
Управляющие знания и деревья знаний.......................................... 612
Использование древовидных баз данных для хранения управляющих знаний.......................................................................... 613
Правила определения управляемых объектов............................... 614
Протокол CMIP и услуги CMIS ........................................................ 615
Сравнение протоколов SNMP и CMIP............................................ 617
Выводы .................................................................................618
7.3. Мониторинг и анализ локальных сетей ...................... 619
7.3.1. Классификация средств мониторинга и анализа ..................... 619
7.3.2. Анализаторы протоколов............................................................ 621
7.3.3. Сетевые анализаторы .................................................................622
7.3.4. Кабельные сканеры и тестеры .................................................. 622
7.3.5. Многофункциональные портативные приборы мониторинга.623
Интерфейс пользователя..................................................... 623
Функции проверки аппаратуры и кабелей....................... 624
Функции сбора статистики ............................................625
Функции анализа протоколов............................................................. 627
| Посвящаем нашей дочери Анне |
7.3.6. Мониторинг локальных сетей на основе коммутаторов.... 628
Наблюдение за графиком.............................................................. 628
Управление виртуальными сетями.................................................... 629
Выводы................................................................................. 629
Вопросы и упражнения ............................................................... 630
Заключение........................................................................................632
Приложение..........................................................................................634
Ответы на вопросы...................................................................................................... 634
Глава1............................................................................................. 634
Глава 2.................................................................................................. 635
Глава 3........................................................................................:....... 635
Глава 4................................................................................................ 636
Глава 5...................................................................................................... 638
Глава 6.................................................................................................... 639
Глава 7............................................................................................. 640
Рекомендуемая литература........................................................ 641
От авторов
Эта книга является результатом опыта пятилетнего преподавания авторами курсов сетевой тематики в Центре информационных технологий в стенах Московского государственного университета. Основу книги составили материалы курсов «Проблемы построения корпоративных сетей», «Основы сетевых технологий», «Организация удаленного доступа», «Сети TCP/IP», «Стратегическое планирование сетей масштаба предприятия» и ряда других. Эти материалы прошли успешную проверку в бескомпромиссной и сложной аудитории, состоящей из слушателей с существенно разным уровнем подготовки и кругом профессиональных интересов. Среди них были студенты и аспиранты вузов, сетевые администраторы и интеграторы, начальники отделов автоматизации и преподаватели. Учитывая специфику аудитории, курсы лекций были построены так, чтобы начинающий получил основу для дальнейшего изучения, а специалист систематизировал и актуализировал свои знания. В соответствии с такими же принципами написана и эта книга — она является фундаментальным курсом по компьютерным сетям, который сочетает ширину охвата основных областей, проблем и технологий этой быстро развивающейся области знаний с основательным рассмотрением деталей каждой технологии и особенностей оборудования, в котором эта технология реализуется.
Для кого эта книга
Книга предназначена для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотят получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.
Книга будет полезна начинающим специалистам в области сетевых технологий, которые имеют только общие представления о работе сетей из опыта общения с персональными компьютерами и, возможно, с сетью Internet, но хотели бы получить базовые знания, позволяющие продолжать изучение сетей самостоятельно.
Сложившимся сетевым специалистам книга может оказать помощь при знакомстве с теми технологиями, с которыми им не пришлось столкнуться в практической работе, а также быть справочным средством, в котором можно найти описание конкретного протокола, формата кадра и т. п.
Студенты всех специальностей могут использовать книгу в качестве учебного пособия для общего курса по компьютерным сетям, а для студентов группы специальностей «220000. Информатика и вычислительная техника» книга может служить учебным пособием по специальным дисциплинам.
Структура книги
Книга построена по принципу «спирали познания». Авторы не раз возвращаются к обсуждению отдельных проблем, методов и технологий, но каждый раз на новом уровне.
В главе 1 рассматриваются самые общие вопросы построения вычислительных сетей. Как появились первые сети? Что они могут дать предприятию? Какие сетевые задачи возникают уже при связи двух компьютеров? Какие новые проблемы появляются при увеличении числа связываемых машин? Почему такое важное значение в мире вычислительных сетей придается модели ISO/OSI? И так ли уж принципиально отличие локальных и глобальных сетей? Глава заканчивается обсуждением требований, которые предъявляются к современным вычислительным сетям. И здесь главной задачей является пояснение смысла основных характеристик сети. В каких единицах измеряется производительность сети? В чем отличие масштабируемости от расширяемости? Почему для современной сети так желательно совмещение голосового и компьютерного трафика?
Глава 2 носит вспомогательный характер и представляет собой своего рода учебник в учебнике. В ней детально излагаются современные методы передачи дискретной информации в сетях. Хотя этот материал относится не только к компьютерным сетям, но и к любым системам связи, его наличие дает возможность читателю, не тратя время на просмотр большого количества литературы, получить тот необходимый минимум знаний в таких областях, как теория информации, спектральный анализ, физическое и логическое кодирование данных, обнаружение и коррекция ошибок, без которого, трудно глубоко вникнуть в методы построения современных протоколов и коммуникационного оборудования.
В главе 3 даны подробные описания практически всех основных технологий локальных сетей, как традиционных, таких как Ethernet, Token Ring и FDDI, так и новых высокоскоростных, таких как Fast Ethernet, lOOVG-AnyLAN, Gigabit Ethernet. Кроме того, рассматриваются некоторые факты истории становления технологий, их стандартизации и развития, помогающие понять место каждой технологии в ряду ей подобных, а также ее перспективы. Для технологий семейства Ethernet приводятся рекомендованные IEEE методики расчета корректности конфигурации сети.
Глава 4 посвящена оборудованию локальных сетей, работающему на физическом и канальном уровнях, — структурированным кабельным системам, сетевым адаптерам, повторителям и концентраторам различных технологий, а также мостам и наиболее динамично развивающемуся классу устройств локальных сетей — коммутаторам. Наряду с потребительскими характеристиками коммутаторов приведены типовые схемы их внутренней организации, рассмотрена поддержка ими
резервных связей на основе протокола Spanning Tree, а также одна из наиболее перспективных технологий, реализованная в коммутаторах, — технология виртуальных сетей VLAN. Большое внимание в главе уделяется методам логической структуризации сетей, рассматриваются причины повышения производительности, надежности и управляемости сетей, разделенных на логические сегменты.
В главе 5 рассмотрены вопросы построения составных сетей, а также наиболее сложные и интересные сетевые устройства — маршрутизаторы. Центральное место в главе занимает реализация общих принципов и идей межсетевого взаимодействия (internetworking) в IP-сетях. Описываются различные аспекты адресации:
способы отображения локальных, сетевых и символьных адресов, использование масок и современных методов агрегирования IP-адресов в Internet, а также способы автоматического конфигурирования узлов. Детально рассмотрена работа протокола IP по продвижению и фрагментации пакетов, изучается общий формат таблицы маршрутизации и примеры ее частных реализации в программных и аппаратных маршрутизаторах различных типов. Приводится подробное описание протоколов маршрутизации RIP и OSPF, анализируются области применимости этих протоколов и возможности их комбинирования. Всестороннее рассмотрение в главе 5 протоколов стека TCP/IP придает ей самостоятельное значение введения в IP-сети. Главу завершает описание типов и основных характеристик маршрутизаторов, вариантов их внутренней организации, а также методов комбинирования функций коммутации и маршрутизации в одном устройстве — коммутаторе 3-го уровня.
Глава 6 целиком посвящена глобальным сетям. Так как технологии, оборудование и даже терминология этих сетей являются весьма специфическими, то читатель возвращается в некоторой степени к сетевым «азам», несмотря на то, что он уже изучил достаточно много сложных вопросов и поднялся сравнительно высоко по уровням модели OSI. Подробно изучается основа любой территориальной сети — выделенные аналоговые и цифровые каналы, технологии первичных сетей FDM, PDH и SONET/SDH, позволяющие создавать такие каналы, соответствующее оборудование доступа — модемы различных типов и цифровые устройства DSU/CSU, а также — протоколы канального уровня HDLC, РРР и SLIP. Глава содержит описание широкого спектра технологий глобальных сетей — как классических Х.25, так и более современных ISDN, frame relay и АТМ. Наряду с детальным рассмотрением архитектуры, протоколов и услуг сетей каждого типа изучается техника передачи данных на основе виртуальных каналов, отличающая эти технологии от технологий локальных сетей. Глава завершается рассмотрением схем и средств удаленного доступа, позволяющих домашним и мобильным пользователям разделять ресурсы корпоративной сети.
В главе 7, завершающей книгу, рассматриваются системы управления сетями. Эти сложные, громоздкие и дорогостоящие системы всегда вызывают много вопросов: В каких случаях их применение оправдано? Что делает платформа управления? Возможно ли создание единой системы управления для разнородной сети, построенной на оборудовании разных производителей? Приведенный в главе материал знакомит читателя с набором функций, который должен поддерживаться системой управления в соответствии с международными стандартами, архитектурой систем управления крупными разнородными сетями, назначением платформ управления. Детально описываются протоколы SNMP, CMIP и структура стандартных управляющих баз MIB-I, MIB-II и RMON MIB, встраиваемых в оборудование. Глава завершается рассмотрением портативных приборов, выполняющих функции мониторинга сети.
Авторы стремились сделать работу читателя с книгой максимально эффективной. Подробный индексный указатель позволяет быстро найти интересующий материал по одному из многочисленных терминов, используемых в сетевой индустрии. Каждый раздел завершается выводами, которые призваны сконцентрировать внимание читателя на главных идеях, темах и результатах раздела, помогая ему не упустить из виду главное за обилием, хотя и полезных, но частных фактов и деталей. В конце каждой главы помещены вопросы и упражнения для проверки степени усвоения основных концепций, а в отдельных случаях и для углубления понимания некоторых идей. Ответы на некоторые из этих вопросов вы найдете в приложении к книге.
Авторы осознают, что ряд важных вопросов, относящихся к компьютерным сетям, не был рассмотрен в данной книге. Прежде всего, это сетевые операционные системы и их ключевые службы, такие как справочная служба и служба безопасности, а также методы и средства согласования неоднородных сетей. Объединение этих тем с рассмотрением транспортных аспектов компьютерных сетей, составивших ядро этой книги, неизбежно привело бы к чрезмерному росту ее объема. В настоящее время авторы работают над новой книгой, которая является логическим продолжением этого учебника и посвящена сетевым операционным системам и сетевым службам.
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу электронной почты [email protected] (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
Подробную информацию о наших книгах вы найдете на Web-сайте издательства http://www.piter-press.ru.
Благодарности
Прежде всего мы хотим поблагодарить директоров Центра информационных технологий Алексея и Елену Сальниковых, так как эта книга вряд ли была бы написана, если бы они не организовали в свое время Центр и не пригласили нас возглавить и вести в нем сетевое направление. Кроме того, мы признательны им за постоянную готовность удовлетворять все наши информационные потребности—у нас всегда была возможность получать самые свежие зарубежные журналы, книги известных мировых издательств, технические обзоры, материалы конференций, а также и за ту напряженную рабочую атмосферу, которая требовала от нас постоянного расширения круга интересов и тематики курсов. Выражаем признательность сотрудникам Центра Жене Григорьевой, Кире Кузнецовой и Наташе Новиковой за то, что они максимально облегчали нам работу по подготовке конспектов лекций, послуживших основой этой книги.
Мы благодарим компании IBS, UNI, АйТи, ADV Consulting и лично сотрудников этих компаний Валерия Гущина, Сергея Малышева, Игоря Сунчелея, Алексея Фролова и Петра Митрофанова за высокопрофессиональные консультации, которые мы вс