Τηλεπικοινωνίες και δίκτυα υπολογιστών. Σημειώσεις διάλεξης

κατά πειθαρχία «Δίκτυα υπολογιστών και τηλεπικοινωνίες»

ΕΙΣΑΓΩΓΗ.. 65

2 ΚΑΛΩΔΙΑ ΚΑΙ ΔΙΕΠΕΥΘΕΣΕΙΣ... 10

3 ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΔΙΚΤΥΟΥ.. 15

6 ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ.. 40

8 ΘΕΑΤΕΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΟΥ.. 54

ΕΙΣΑΓΩΓΗ.. 6

1 ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΟΙ ΔΙΚΤΥΟΥ ... 7

1.1 Βασικές έννοιες. 7

1.2 Ταξινόμηση δικτύων ανά κλίμακα. 7

1.3 Ταξινόμηση δικτύων με την παρουσία διακομιστή. 7

1.3.1 Δίκτυα peer-to-peer. 7

1.3.2 Δίκτυα αποκλειστικών διακομιστών. οκτώ

1.4 Επιλογή δικτύου. 9

2 ΚΑΛΩΔΙΑ ΚΑΙ ΔΙΕΠΕΥΘΕΣΕΙΣ... 10

2.1 Τύποι καλωδίων. δέκα

2.1.1 Καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους - συνεστραμμένου ζεύγους 10

2.1.2 Ομοαξονικό καλώδιο. έντεκα

2.1.3 Καλώδιο οπτικών ινών. 12

2.2 Ασύρματες τεχνολογίες. 12

2.2.1 Ραδιοεπικοινωνία. 13

2.2.2 Επικοινωνία στην περιοχή μικροκυμάτων. 13

2.2.3 Υπέρυθρη επικοινωνία. 13

2.3 Παράμετροι καλωδίου. 13

3 ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΔΙΚΤΥΟΥ.. 15

3.1 Γενικές έννοιες. Πρωτόκολλο. στοίβα πρωτοκόλλου. δεκαπέντε

3.2 Μοντέλο ISO/OSI 16

3.3 Λειτουργίες επιπέδου του μοντέλου ISO/OSI 18

3.4 Πρωτόκολλα αλληλεπίδρασης εφαρμογών και πρωτόκολλα υποσυστημάτων μεταφοράς. 21

3.5 Λειτουργική αντιστοιχία τύπων εξοπλισμού επικοινωνίας στα επίπεδα του μοντέλου OSI 22

3.6 Προδιαγραφή IEEE 802.24

3.7 Στοίβα πρωτοκόλλου. 25

4 ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΚΤΥΟΥ.. 27

4.1 Στοιχεία δικτύου. 27

4.1.1 Κάρτες δικτύου. 27

4.1.2 Επαναληπτικοί και ενισχυτές. 28

4.1.3 Συγκεντρωτές. 29

4.1.4 Γέφυρες. 29

4.1.5 Δρομολογητές. τριάντα

4.1.6 Πύλες. τριάντα

4.2 Τύποι τοπολογίας δικτύου. 31

4.2.1 Ελαστικό. 31

4.2.2 Δακτύλιος. 32

4.2.3 Αστέρι. 32

4.2.5 Μικτές τοπολογίες. 33

5 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΔΙΚΤΥΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ.. 36

5.1 Θεωρητικά θεμέλια του Διαδικτύου. 36

5.2 Εργασία με Υπηρεσίες Διαδικτύου. 37

6 ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ.. 40

6.1 Λειτουργία τερματικού. 40

6.2 Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο (E-Mail) 40

6.4 Υπηρεσία τηλεδιάσκεψης (Usenet) 41

6.5 Υπηρεσία World Wide Web (WWW) 43

6.6 Υπηρεσία ονομάτων τομέα (DNS) 45

6.7 Υπηρεσία μεταφοράς αρχείων (FTP) 48

6.8 Υπηρεσία συνομιλίας αναμετάδοσης Διαδικτύου 49

6.9 Υπηρεσία ICQ.. 49

7 ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ .. 51

7.1 Βασικές έννοιες. 51

7.2 Εγκατάσταση του μόντεμ. 52

7.3 Σύνδεση σε πάροχο υπηρεσιών Διαδικτύου. 53

8 ΘΕΑΤΕΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΟΥ.. 54

8.1 Η έννοια των προγραμμάτων περιήγησης και οι λειτουργίες τους. 54

8.2 Εργασία με τον Internet Explorer 54

8.2.1 Άνοιγμα και περιήγηση ιστοσελίδων. 56

8.2.3 Στοιχεία ελέγχου προγράμματος περιήγησης. 57

8.2.4 Εργασία με πολλά παράθυρα. 58

8.2.5 Ρύθμιση ιδιοτήτων προγράμματος περιήγησης. 58

8.3 Εύρεση πληροφοριών στον Παγκόσμιο Ιστό. 60

8.4 Λήψη αρχείων από το Διαδίκτυο. 62

9 ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΗΝΥΜΑΤΑ .. 64

9.1 Αποστολή και λήψη μηνυμάτων. 64

9.2 Εργασία με το Outlook Express. 65

9.2.1 Δημιουργία λογαριασμού. 65

9.2.2 Δημιουργία μηνύματος email. 66

9.2.3 Προετοιμασία απαντήσεων σε μηνύματα. 66

9.2.4 Ανάγνωση μηνυμάτων τηλεδιάσκεψης. 67

9.3 Εργασία με το βιβλίο διευθύνσεων. 67

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το υλικό που εξετάζεται σε αυτές τις σημειώσεις διάλεξης δεν αφορά ένα συγκεκριμένο λειτουργικό σύστημα, ούτε καν για έναν συγκεκριμένο τύπο λειτουργικών συστημάτων. Σε αυτό, τα λειτουργικά συστήματα (OS) εξετάζονται από τις πιο γενικές θέσεις και οι περιγραφόμενες θεμελιώδεις έννοιες και αρχές κατασκευής ισχύουν για τα περισσότερα λειτουργικά συστήματα.

1 ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΟΙ ΔΙΚΤΥΟΥ

1.1 Βασικές έννοιες

Ένα δίκτυο είναι μια σύνδεση μεταξύ δύο ή περισσότερων υπολογιστών που τους επιτρέπει να μοιράζονται πόρους.

1.2 Ταξινόμηση δικτύων ανά κλίμακα

Το τοπικό δίκτυοΤο (Local Area Network) είναι μια συλλογή δικτυωμένων υπολογιστών που βρίσκονται σε μια μικρή φυσική περιοχή, όπως ένα μεμονωμένο κτίριο.

Είναι μια συλλογή υπολογιστών και άλλων συνδεδεμένων συσκευών που εμπίπτουν στην εμβέλεια ενός μεμονωμένου φυσικού δικτύου. Τα τοπικά δίκτυα είναι τα βασικά δομικά στοιχεία για τη δημιουργία διασυνδεδεμένων και παγκόσμιων δικτύων.

παγκόσμια δίκτυα(Δίκτυο ευρείας περιοχής) μπορεί να συνδέσει δίκτυα σε όλο τον κόσμο. για διασυνδέσεις, χρησιμοποιούνται συνήθως μέσα επικοινωνίας τρίτων.

Οι συνδέσεις WAN μπορεί να είναι πολύ ακριβές, καθώς το κόστος της επικοινωνίας αυξάνεται με την αύξηση του εύρους ζώνης. Έτσι, μόνο ένας μικρός αριθμός συνδέσεων WAN υποστηρίζει το ίδιο εύρος ζώνης με τα κανονικά LAN.

Περιφερειακά δίκτυα(Metropolitan Area Network) χρησιμοποιούν τεχνολογίες WAN για τη σύνδεση τοπικών δικτύων σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή, όπως μια πόλη.

1.3 Ταξινόμηση δικτύων με την παρουσία διακομιστή

1.3.1 Δίκτυα peer-to-peer

Οι υπολογιστές σε δίκτυα peer-to-peer μπορούν να λειτουργήσουν τόσο ως πελάτες όσο και ως διακομιστές. Δεδομένου ότι όλοι οι υπολογιστές σε αυτόν τον τύπο δικτύου είναι ίσοι, τα δίκτυα peer-to-peer δεν διαθέτουν κεντρική διαχείριση της κοινής χρήσης πόρων. Οποιοσδήποτε υπολογιστής σε αυτό το δίκτυο μπορεί να μοιραστεί τους πόρους του με οποιονδήποτε υπολογιστή στο ίδιο δίκτυο. Οι σχέσεις peer-to-peer σημαίνουν επίσης ότι κανένας μεμονωμένος υπολογιστής δεν έχει την υψηλότερη προτεραιότητα πρόσβασης ούτε την υψηλότερη ευθύνη για την κοινή χρήση πόρων.

Πλεονεκτήματα των δικτύων peer-to-peer:

– είναι εύκολο να εγκατασταθούν και να ρυθμιστούν.

- τα μεμονωμένα μηχανήματα δεν εξαρτώνται από ειδικό διακομιστή.

– οι χρήστες είναι σε θέση να ελέγχουν τους δικούς τους πόρους·

– έναν φθηνό τύπο δικτύων για αγορά και λειτουργία·

– δεν απαιτείται επιπλέον υλικό ή λογισμικό εκτός από το λειτουργικό σύστημα.

– δεν χρειάζεται να προσλάβετε διαχειριστή δικτύου.

– ταιριάζει με τον αριθμό των χρηστών που δεν υπερβαίνει τους 10.

Μειονεκτήματα των δικτύων peer-to-peer:

– εφαρμογή ασφάλειας δικτύου σε έναν μόνο πόρο κάθε φορά.

– Οι χρήστες πρέπει να θυμούνται τόσους κωδικούς πρόσβασης όσοι υπάρχουν κοινόχρηστοι πόροι.

– είναι απαραίτητο να δημιουργείται αντίγραφο ασφαλείας χωριστά σε κάθε υπολογιστή για να προστατεύονται όλα τα κοινά δεδομένα.

– κατά την πρόσβαση σε έναν πόρο, ο υπολογιστής στον οποίο βρίσκεται αυτός ο πόρος αντιμετωπίζει πτώση στην απόδοση.

– δεν υπάρχει κεντρικό οργανόγραμμα για την εύρεση και διαχείριση της πρόσβασης στα δεδομένα.

1.3.2 Δίκτυα αποκλειστικών διακομιστών

Η Microsoft προτιμά τον όρο Server-based. Ο διακομιστής είναι ένα μηχάνημα (υπολογιστής) του οποίου η κύρια αποστολή είναι να ανταποκρίνεται σε αιτήματα πελατών. Η διαχείριση των διακομιστών σπάνια γίνεται απευθείας από οποιονδήποτε - μόνο για εγκατάσταση, διαμόρφωση ή συντήρηση.

Πλεονεκτήματα δικτύων με αποκλειστικό διακομιστή:

– παρέχουν κεντρική διαχείριση λογαριασμών χρηστών, ασφάλεια και πρόσβαση, γεγονός που απλοποιεί τη διαχείριση του δικτύου.

– ισχυρότερος εξοπλισμός σημαίνει πιο αποτελεσματική πρόσβαση στους πόρους του δικτύου·

– Οι χρήστες πρέπει να θυμούνται μόνο έναν κωδικό πρόσβασης για να εισέλθουν στο δίκτυο, ο οποίος τους επιτρέπει να έχουν πρόσβαση σε όλους τους πόρους για τους οποίους έχουν το δικαίωμα.

– τέτοια δίκτυα κλιμακώνονται καλύτερα (αναπτύσσονται) με την αύξηση του αριθμού των πελατών.

Μειονεκτήματα δικτύων με αποκλειστικό διακομιστή:

– μια αποτυχία διακομιστή μπορεί να καταστήσει το δίκτυο μη λειτουργικό, στην καλύτερη περίπτωση, απώλεια πόρων δικτύου.

– τέτοια δίκτυα απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό για τη συντήρηση σύνθετου εξειδικευμένου λογισμικού.

– το κόστος του δικτύου αυξάνεται λόγω της ανάγκης για εξειδικευμένο υλικό και λογισμικό.

1.4 Επιλογή δικτύου

Η επιλογή του δικτύου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

– αριθμός υπολογιστών στο δίκτυο (έως 10 – peer-to-peer δίκτυα).

- ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΙ λογοι;

– διαθεσιμότητα κεντρικής διαχείρισης, ασφάλεια.

– πρόσβαση σε εξειδικευμένους διακομιστές·

– πρόσβαση στο παγκόσμιο δίκτυο.

2 ΚΑΛΩΔΙΑ ΚΑΙ ΔΙΑΠΡΑΞΕΙΣ

Στο χαμηλότερο επίπεδο επικοινωνιών δικτύου βρίσκεται ο φορέας μέσω του οποίου μεταδίδονται τα δεδομένα. Σε σχέση με τη μετάδοση δεδομένων, ο όρος μέσα (μέσα, μέσο μετάδοσης δεδομένων) μπορεί να περιλαμβάνει τόσο καλωδιακές όσο και ασύρματες τεχνολογίες.

2.1 Τύποι καλωδίων

Υπάρχουν διάφοροι τύποι καλωδίων που χρησιμοποιούνται στα σημερινά δίκτυα. Διαφορετικές καταστάσεις δικτύου ενδέχεται να απαιτούν διαφορετικούς τύπους καλωδίων.

2.1.1 Καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους

Αντιπροσωπεύει τα μέσα δικτύου που χρησιμοποιούνται σε πολλές τοπολογίες δικτύου, συμπεριλαμβανομένων των Ethernet, ARCNet, IBM Token Ring.

Το συνεστραμμένο ζεύγος είναι δύο τύπων.

1. Αθωρακισμένο στριφτό ζευγάρι.

Υπάρχουν πέντε κατηγορίες UTP. Αριθμούνται με αύξουσα σειρά ποιότητας από CAT1 έως CAT5. Τα καλώδια ανώτερης κατηγορίας συνήθως περιέχουν περισσότερα ζεύγη αγωγών και αυτοί οι αγωγοί έχουν περισσότερες στροφές ανά μονάδα μήκους.

CAT1 - καλώδιο τηλεφώνου, δεν υποστηρίζει ψηφιακή μετάδοση δεδομένων.

Το CAT2 είναι ένας σπάνια χρησιμοποιούμενος παλαιότερος τύπος μη θωρακισμένου συνεστραμμένου ζεύγους. Υποστηρίζει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 4 Mbps.

Το CAT3, το ελάχιστο επίπεδο μη θωρακισμένου συνεστραμμένου ζεύγους που απαιτείται για τα σημερινά ψηφιακά δίκτυα, έχει εύρος ζώνης 10 Mbps.

Το CAT4 είναι μια ενδιάμεση προδιαγραφή καλωδίου που υποστηρίζει ταχύτητες δεδομένων έως και 16 Mbps.

Το CAT5 είναι ο πιο αποτελεσματικός τύπος μη θωρακισμένου συνεστραμμένου ζεύγους, που υποστηρίζει ταχύτητες δεδομένων έως και 100 Mbps.

Τα καλώδια UTP συνδέουν το NIC κάθε υπολογιστή με τον πίνακα δικτύου ή τον διανομέα δικτύου χρησιμοποιώντας μια υποδοχή RJ-45 για κάθε σημείο σύνδεσης.

Παράδειγμα μιας τέτοιας διαμόρφωσης είναι το πρότυπο Ethernet 10Base-T, το οποίο χαρακτηρίζεται από άθωτο καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους (CAT3 έως CAT5) και τη χρήση βύσματος RJ-45.

Ελαττώματα:

– ευαισθησία σε παρεμβολές από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές πηγές.

– επικάλυψη σήματος μεταξύ παρακείμενων καλωδίων.

– το μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος είναι ευάλωτο στην υποκλοπή σήματος.

– μεγάλη εξασθένηση σήματος κατά μήκος της διαδρομής (περιορισμός έως 100 m).

2. Θωρακισμένο στριφτό ζευγάρι.

Έχει παρόμοιο σχεδιασμό με το προηγούμενο, με το ίδιο όριο 100 μέτρων. Συνήθως περιέχει τέσσερα ή περισσότερα ζεύγη μονωμένων συρμάτων χαλκού στη μέση, καθώς και ένα ηλεκτρικά γειωμένο πλεγμένο πλέγμα χαλκού ή φύλλο αλουμινίου, δημιουργώντας μια ασπίδα από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.

Ελαττώματα:

– το καλώδιο είναι λιγότερο εύκαμπτο.

- απαιτεί ηλεκτρική γείωση.

2.1.2 Ομοαξονικό καλώδιο

Αυτός ο τύπος καλωδίου αποτελείται από έναν κεντρικό χάλκινο αγωγό που είναι παχύτερος από τα καλώδια σε ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους. Ο κεντρικός αγωγός καλύπτεται με ένα στρώμα αφρώδους πλαστικού μονωτικού υλικού, το οποίο με τη σειρά του περιβάλλεται από έναν δεύτερο αγωγό, συνήθως ένα πλεγμένο πλέγμα χαλκού ή φύλλο αλουμινίου. Ο εξωτερικός αγωγός δεν χρησιμοποιείται για μετάδοση δεδομένων, αλλά λειτουργεί ως γείωση.

Το ομοαξονικό καλώδιο μπορεί να μεταδίδει δεδομένα με ταχύτητες έως και 10 Mbps σε μέγιστη απόσταση από 185 m έως 500 m.

Οι δύο κύριοι τύποι ομοαξονικών καλωδίων που χρησιμοποιούνται στα LAN είναι το "Thick Ethernet" (Thicknet) και το "Thin Ethernet" (Thinnet).

Γνωστό και ως καλώδιο RG-58, είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο καλώδιο. Είναι το πιο εύκαμπτο από όλους τους τύπους ομοαξονικών καλωδίων, με πάχος περίπου 6 mm. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση κάθε υπολογιστή με άλλους υπολογιστές σε τοπικό δίκτυο χρησιμοποιώντας μια υποδοχή T, μια υποδοχή British Naval Connector (BNC) και τερματικούς σταθμούς 50 ohm. Χρησιμοποιείται κυρίως για δίκτυα Ethernet 10Base-2.

Αυτή η διαμόρφωση υποστηρίζει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 10 Mbps για μέγιστη απόσταση έως και 185 m μεταξύ των επαναλήπτων.

Είναι παχύτερο και ακριβότερο ομοαξονικό καλώδιο. Από σχεδιασμό, είναι παρόμοιο με το προηγούμενο, αλλά λιγότερο ευέλικτο. Χρησιμοποιείται ως βάση για δίκτυα Ethernet 10Base-5. Αυτό το καλώδιο φέρει την ετικέτα RG-8 ή RG-11 και έχει διάμετρο περίπου 12 mm. Χρησιμοποιείται ως γραμμικός δίαυλος. Για τη σύνδεση σε κάθε κάρτα δικτύου, χρησιμοποιείται ένας ειδικός εξωτερικός πομποδέκτης AUI (Attachment unit interface) και ένας «βαμπίρ» (κλάδος) που διεισδύει στη θήκη του καλωδίου για να αποκτήσει πρόσβαση στο καλώδιο.

Διαθέτει παχύ κεντρικό αγωγό που παρέχει αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων σε αποστάσεις έως και 500 m ανά τμήμα καλωδίου. Συχνά χρησιμοποιείται για τη δημιουργία συνδεόμενων αυτοκινητοδρόμων. Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων έως 10 Mbps.

2.1.3 Καλώδιο οπτικών ινών

Παρέχει εξαιρετική ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις. Έχουν ανοσία στον ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο και την υποκλοπή.

Αποτελείται από έναν κεντρικό γυαλί ή πλαστικό αγωγό που περιβάλλεται από ένα άλλο στρώμα γυάλινης ή πλαστικής επίστρωσης και ένα εξωτερικό προστατευτικό περίβλημα. Τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του καλωδίου χρησιμοποιώντας έναν πομπό λέιζερ ή LED που στέλνει μονοκατευθυντικούς παλμούς φωτός μέσω μιας κεντρικής ίνας γυαλιού. Η επίστρωση γυαλιού βοηθά να διατηρείται το φως εστιασμένο στον εσωτερικό αγωγό. Στο άλλο άκρο του αγωγού, το σήμα λαμβάνεται από έναν δέκτη φωτοδιόδων, ο οποίος μετατρέπει τα φωτεινά σήματα σε ηλεκτρικό σήμα.

Η ταχύτητα μετάδοσης για το καλώδιο οπτικών ινών φτάνει από 100Mbps έως 2Gbps. Τα δεδομένα μπορούν να μεταδοθούν αξιόπιστα σε αποστάσεις έως και 2 km χωρίς επαναλήπτη.

Οι παλμοί φωτός ταξιδεύουν μόνο προς μία κατεύθυνση, επομένως πρέπει να έχετε δύο αγωγούς: εισερχόμενα και εξερχόμενα καλώδια.

Αυτό το καλώδιο είναι δύσκολο να εγκατασταθεί και είναι ο πιο ακριβός τύπος καλωδίου.

2.2 Ασύρματες τεχνολογίες

Οι μέθοδοι ασύρματης μετάδοσης δεδομένων είναι μια πιο βολική μορφή. Οι ασύρματες τεχνολογίες διαφέρουν ως προς τους τύπους σήματος, τη συχνότητα, την απόσταση μετάδοσης.

Οι τρεις κύριοι τύποι ασύρματης μετάδοσης δεδομένων είναι το ραδιόφωνο, ο φούρνος μικροκυμάτων και το υπέρυθρο.

2.2.1 Ραδιοεπικοινωνία

Η τεχνολογία ραδιοεπικοινωνιών στέλνει δεδομένα σε ραδιοσυχνότητες και ουσιαστικά δεν έχει όρια στην εμβέλεια. Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση τοπικών δικτύων σε μεγάλες γεωγραφικές αποστάσεις.

Ελαττώματα:

- η εκπομπή είναι ακριβή

- υπόκειται σε κρατική ρύθμιση,

– εξαιρετικά ευαίσθητο σε ηλεκτρονικές ή ατμοσφαιρικές επιρροές,

– υπόκειται σε υποκλοπή, επομένως απαιτεί κρυπτογράφηση.

2.2.2 Επικοινωνίες μικροκυμάτων

Υποστηρίζει μετάδοση δεδομένων στην περιοχή μικροκυμάτων, χρησιμοποιεί υψηλές συχνότητες και χρησιμοποιείται τόσο σε μικρές αποστάσεις όσο και σε παγκόσμιες επικοινωνίες.

Περιορισμός: Ο πομπός και ο δέκτης πρέπει να βρίσκονται σε οπτική επαφή μεταξύ τους.

Χρησιμοποιείται ευρέως στην παγκόσμια μετάδοση πληροφοριών χρησιμοποιώντας δορυφόρους και επίγεια δορυφορικά πιάτα.

2.2.3 Υπέρυθρες

Λειτουργεί σε υψηλές συχνότητες που πλησιάζουν τις συχνότητες του ορατού φωτός. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αμφίδρομης ή μετάδοσης μετάδοσης δεδομένων σε μικρές αποστάσεις. Συνήθως, τα LED χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση υπερύθρων κυμάτων σε έναν δέκτη.

Αυτά τα κύματα μπορούν να μπλοκαριστούν φυσικά και να παρεμβαίνουν στο έντονο φως, επομένως η μετάδοση περιορίζεται σε μικρές αποστάσεις.

2.3 Παράμετροι καλωδίου

Κατά τον σχεδιασμό ενός δικτύου ή την επέκταση ενός υπάρχοντος δικτύου, υπάρχουν αρκετά ζητήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη σχετικά με την καλωδίωση: κόστος, απόσταση, ρυθμός δεδομένων, ευκολία εγκατάστασης, αριθμός υποστηριζόμενων κόμβων.

Σύγκριση των τύπων καλωδίων ως προς τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, το κόστος του καλωδίου, την πολυπλοκότητα εγκατάστασης, τη μέγιστη απόσταση μεταφοράς δεδομένων φαίνεται στον Πίνακα 2.1.

Ο αριθμός των κόμβων ανά τμήμα και κόμβων στο δίκτυο κατά την κατασκευή δικτύων με διαφορετική χρήση καλωδίων παρουσιάζεται στον Πίνακα 2.2.

Πίνακας 2.1 - Συγκριτικά χαρακτηριστικά καλωδίων

Πίνακας 2.2 - Αριθμός κόμβων ανάλογα με τον τύπο του δικτύου

3 ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΔΙΚΤΥΟΥ

3.1 Γενικές έννοιες. Πρωτόκολλο. στοίβα πρωτοκόλλου.

Ο κύριος στόχος που επιδιώκεται κατά τη σύνδεση των υπολογιστών σε ένα δίκτυο είναι η δυνατότητα χρήσης των πόρων κάθε υπολογιστή από όλους τους χρήστες του δικτύου. Για να πραγματοποιηθεί αυτή η δυνατότητα, οι υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο πρέπει να διαθέτουν τα απαραίτητα μέσα για να επικοινωνούν με άλλους υπολογιστές του δικτύου.

Το έργο του διαχωρισμού των πόρων του δικτύου περιλαμβάνει την επίλυση πολλών προβλημάτων - επιλογή μεθόδου για τη διευθυνσιοδότηση υπολογιστών και τον συντονισμό ηλεκτρικών σημάτων κατά τη δημιουργία ηλεκτρικής σύνδεσης, εξασφάλιση αξιόπιστης μετάδοσης δεδομένων και επεξεργασίας μηνυμάτων σφάλματος, δημιουργία απεσταλμένων και ερμηνευτικών μηνυμάτων και πολλές άλλες εξίσου σημαντικές εργασίες.

Η συνήθης προσέγγιση για την επίλυση ενός σύνθετου προβλήματος είναι η διάσπασή του σε πολλά συγκεκριμένα προβλήματα - υποεργασίες. Μια συγκεκριμένη ενότητα έχει εκχωρηθεί για την επίλυση κάθε δευτερεύουσας εργασίας. Ταυτόχρονα, καθορίζονται με σαφήνεια οι λειτουργίες κάθε ενότητας και οι κανόνες για την αλληλεπίδρασή τους.

Μια ειδική περίπτωση αποσύνθεσης εργασιών είναι μια πολυεπίπεδη αναπαράσταση, στην οποία ολόκληρο το σύνολο των ενοτήτων που επιλύουν υποεργασίες χωρίζεται σε ιεραρχικά διατεταγμένες ομάδες - επίπεδα. Για κάθε επίπεδο, ορίζεται ένα σύνολο συναρτήσεων ερωτήματος, με τις οποίες οι ενότητες ενός δεδομένου επιπέδου μπορούν να προσπελαστούν από μονάδες πάνω από το υποκείμενο επίπεδο για την επίλυση των προβλημάτων τους.

Ένα τέτοιο σύνολο λειτουργιών που εκτελούνται από ένα δεδομένο επίπεδο για ένα υψηλότερο επίπεδο, καθώς και οι μορφές των μηνυμάτων που ανταλλάσσονται μεταξύ δύο γειτονικών επιπέδων κατά την αλληλεπίδρασή τους, ονομάζεται διεπαφή.

Οι κανόνες για την αλληλεπίδραση δύο μηχανών μπορούν να περιγραφούν ως ένα σύνολο διαδικασιών για κάθε ένα από τα επίπεδα. Τέτοιοι επίσημοι κανόνες που καθορίζουν την ακολουθία και τη μορφή των μηνυμάτων που ανταλλάσσονται μεταξύ στοιχείων δικτύου που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, αλλά σε διαφορετικούς κόμβους, ονομάζονται πρωτόκολλα.

Καλείται ένα συμφωνημένο σύνολο πρωτοκόλλων διαφορετικών επιπέδων, επαρκών για την οργάνωση της εργασίας στο Διαδίκτυο στοίβα πρωτοκόλλου.

Κατά την οργάνωση της αλληλεπίδρασης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο κύριοι τύποι πρωτοκόλλων. ΣΤΟ πρωτόκολλα σύνδεσης(υπηρεσία δικτύου προσανατολισμένη στη σύνδεση, CONS) πριν από την ανταλλαγή δεδομένων, ο αποστολέας και ο παραλήπτης πρέπει πρώτα να δημιουργήσουν μια λογική σύνδεση, δηλαδή να συμφωνήσουν για τις παραμέτρους της διαδικασίας ανταλλαγής, οι οποίες θα ισχύουν μόνο στο πλαίσιο αυτής της σύνδεσης. Αφού τελειώσει ο διάλογος, πρέπει να τερματίσουν αυτή τη σύνδεση. Όταν δημιουργηθεί μια νέα σύνδεση, η διαδικασία διαπραγμάτευσης εκτελείται ξανά.

Η δεύτερη ομάδα πρωτοκόλλων - πρωτόκολλα χωρίς σύνδεση(υπηρεσία χωρίς σύνδεση δικτύου, CLNS). Τέτοια πρωτόκολλα ονομάζονται επίσης πρωτόκολλα datagram. Ο αποστολέας απλώς μεταδίδει το μήνυμα όταν είναι έτοιμο.

3.2 Μοντέλο ISO/OSI

Ακριβώς επειδή ένα πρωτόκολλο είναι μια συμφωνία μεταξύ δύο αλληλεπιδρώντων οντοτήτων, σε αυτήν την περίπτωση δύο υπολογιστών που τρέχουν σε ένα δίκτυο, δεν σημαίνει απαραίτητα ότι είναι ένα πρότυπο. Αλλά στην πράξη, κατά την υλοποίηση δικτύων, τείνουν να χρησιμοποιούν τυπικά πρωτόκολλα. Αυτά μπορεί να είναι εταιρικά, εθνικά ή διεθνή πρότυπα.

Ο Διεθνής Οργανισμός Προτύπων (ISO) έχει αναπτύξει ένα μοντέλο που καθορίζει με σαφήνεια τα διαφορετικά επίπεδα αλληλεπίδρασης του συστήματος, τους δίνει τυπικά ονόματα και καθορίζει τη δουλειά που πρέπει να κάνει κάθε επίπεδο. Αυτό το μοντέλο ονομάζεται μοντέλο διασύνδεσης ανοιχτού συστήματος (OSI) ή μοντέλο ISO/OSI.

Στο μοντέλο OSI, η αλληλεπίδραση χωρίζεται σε επτά επίπεδα ή επίπεδα (Εικ. 1). Κάθε επίπεδο ασχολείται με μια συγκεκριμένη πτυχή της αλληλεπίδρασης. Έτσι, το πρόβλημα αλληλεπίδρασης αναλύεται σε 7 συγκεκριμένα προβλήματα, καθένα από τα οποία μπορεί να λυθεί ανεξάρτητα από τα άλλα. Κάθε επίπεδο διατηρεί διεπαφές με υψηλότερα και χαμηλότερα επίπεδα.

Το μοντέλο OSI περιγράφει μόνο μέσα αλληλεπίδρασης σε όλο το σύστημα, όχι εφαρμογές τελικού χρήστη. Οι εφαρμογές εφαρμόζουν τα δικά τους πρωτόκολλα επικοινωνίας με πρόσβαση στις εγκαταστάσεις του συστήματος. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η εφαρμογή μπορεί να αναλάβει τις λειτουργίες ορισμένων από τα ανώτερα επίπεδα του μοντέλου OSI, οπότε, εάν είναι απαραίτητο, έχει πρόσβαση στα εργαλεία συστήματος που εκτελούν τις λειτουργίες των υπόλοιπων κατώτερων επιπέδων του μοντέλου OSI όταν απαιτείται διασυνεργασία.

Μια εφαρμογή τελικού χρήστη μπορεί να χρησιμοποιήσει εργαλεία αλληλεπίδρασης συστήματος όχι μόνο για να οργανώσει έναν διάλογο με μια άλλη εφαρμογή που εκτελείται σε άλλο μηχάνημα, αλλά και απλώς για να λάβει τις υπηρεσίες μιας συγκεκριμένης υπηρεσίας δικτύου.

Έτσι, αφήστε την εφαρμογή να κάνει ένα αίτημα στο επίπεδο εφαρμογής, για παράδειγμα, σε μια υπηρεσία αρχείων. Με βάση αυτό το αίτημα, το λογισμικό επιπέδου εφαρμογής δημιουργεί ένα μήνυμα σε τυπική μορφή, στο οποίο τοποθετεί πληροφορίες υπηρεσίας (κεφαλίδα) και, πιθανώς, μεταδιδόμενα δεδομένα. Αυτό το μήνυμα αποστέλλεται στη συνέχεια στο αντιπροσωπευτικό επίπεδο.

Το επίπεδο παρουσίασης προσθέτει την κεφαλίδα του στο μήνυμα και μεταβιβάζει το αποτέλεσμα στο επίπεδο περιόδου λειτουργίας, το οποίο με τη σειρά του προσθέτει την κεφαλίδα του και ούτω καθεξής.

Τέλος, το μήνυμα φτάνει στο χαμηλότερο, φυσικό επίπεδο, το οποίο στην πραγματικότητα το μεταδίδει μέσω των γραμμών επικοινωνίας.

Όταν ένα μήνυμα φθάνει μέσω του δικτύου σε άλλο μηχάνημα, μετακινείται διαδοχικά προς τα πάνω από επίπεδο σε επίπεδο. Κάθε επίπεδο αναλύει, επεξεργάζεται και αφαιρεί την κεφαλίδα του επιπέδου του, εκτελεί τις λειτουργίες που αντιστοιχούν σε αυτό το επίπεδο και περνά το μήνυμα στο ανώτερο επίπεδο.

Εκτός από τον όρο "μήνυμα" (μήνυμα), υπάρχουν και άλλα ονόματα που χρησιμοποιούνται από ειδικούς του δικτύου για να δηλώσουν μια μονάδα ανταλλαγής δεδομένων. Τα πρότυπα ISO χρησιμοποιούν τον όρο "Μονάδα Δεδομένων Πρωτοκόλλου" (PDU) για πρωτόκολλα σε οποιοδήποτε επίπεδο. Επιπλέον, συχνά χρησιμοποιούνται τα ονόματα πλαίσιο (πλαίσιο), πακέτο (πακέτο), datagram (datagram).

3.3 Λειτουργίες επιπέδου του μοντέλου ISO/OSI

σωματικό επίπεδο.Αυτό το στρώμα ασχολείται με τη μετάδοση bit μέσω φυσικών καναλιών, όπως ομοαξονικό καλώδιο, συνεστραμμένο ζεύγος ή καλώδιο οπτικών ινών. Αυτό το επίπεδο σχετίζεται με τα χαρακτηριστικά των φυσικών μέσων μετάδοσης δεδομένων, όπως το εύρος ζώνης, η ασυλία θορύβου, η αντίσταση κύματος και άλλα. Στο ίδιο επίπεδο, προσδιορίζονται τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών σημάτων, όπως οι απαιτήσεις για τα μέτωπα των παλμών, τα επίπεδα τάσης ή ρεύματος του εκπεμπόμενου σήματος, ο τύπος κωδικοποίησης και ο ρυθμός μετάδοσης του σήματος. Επιπλέον, εδώ τυποποιούνται οι τύποι συνδετήρων και ο σκοπός κάθε ακίδας.

Οι λειτουργίες φυσικού επιπέδου υλοποιούνται σε όλες τις συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Στην πλευρά του υπολογιστή, οι λειτουργίες φυσικού επιπέδου εκτελούνται από έναν προσαρμογέα δικτύου ή μια σειριακή θύρα.

επίπεδο καναλιού.Ένα από τα καθήκοντα του επιπέδου σύνδεσης είναι να ελέγξει τη διαθεσιμότητα του μέσου μετάδοσης. Ένα άλλο καθήκον του επιπέδου σύνδεσης είναι η εφαρμογή μηχανισμών ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων. Για να γίνει αυτό, στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, τα bit ομαδοποιούνται σε σύνολα που ονομάζονται πλαίσια. Το επίπεδο σύνδεσης διασφαλίζει ότι κάθε πλαίσιο μεταδίδεται σωστά τοποθετώντας μια ειδική ακολουθία δυαδικών ψηφίων στην αρχή και στο τέλος κάθε πλαισίου για να το επισημάνετε, και επίσης υπολογίζει ένα άθροισμα ελέγχου αθροίζοντας όλα τα byte του πλαισίου με συγκεκριμένο τρόπο και προσθέτοντας ένα άθροισμα ελέγχου στο πλαίσιο. Όταν φτάσει ένα πλαίσιο, ο δέκτης υπολογίζει ξανά το άθροισμα ελέγχου των λαμβανόμενων δεδομένων και συγκρίνει το αποτέλεσμα με το άθροισμα ελέγχου από το πλαίσιο. Εάν ταιριάζουν, το πλαίσιο θεωρείται έγκυρο και αποδεκτό. Εάν τα αθροίσματα ελέγχου δεν ταιριάζουν, τότε δημιουργείται ένα σφάλμα.

Τα πρωτόκολλα επιπέδου σύνδεσης που χρησιμοποιούνται στα τοπικά δίκτυα έχουν μια συγκεκριμένη δομή συνδέσεων μεταξύ υπολογιστών και τρόπους αντιμετώπισής τους. Αν και το επίπεδο σύνδεσης παρέχει παράδοση πλαισίου μεταξύ οποιωνδήποτε δύο κόμβων του τοπικού δικτύου, αυτό το κάνει μόνο σε ένα δίκτυο με μια πλήρως καθορισμένη τοπολογία ζεύξης, ακριβώς την τοπολογία για την οποία σχεδιάστηκε. Οι κοινές τοπολογίες διαύλου, δακτυλίου και αστεριού που υποστηρίζονται από πρωτόκολλα επιπέδου σύνδεσης LAN είναι κοινές. Παραδείγματα πρωτοκόλλων επιπέδου σύνδεσης είναι τα πρωτόκολλα Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

επίπεδο δικτύου.Αυτό το επίπεδο χρησιμεύει για να σχηματίσει ένα ενιαίο σύστημα μεταφοράς που συνδυάζει πολλά δίκτυα με διαφορετικές αρχές μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ ακραίων κόμβων.

Τα μηνύματα επιπέδου δικτύου αναφέρονται συνήθως ως πακέτα. Κατά την οργάνωση της παράδοσης πακέτων σε επίπεδο δικτύου, χρησιμοποιείται η έννοια του "αριθμού δικτύου". Σε αυτήν την περίπτωση, η διεύθυνση του παραλήπτη αποτελείται από τον αριθμό δικτύου και τον αριθμό του υπολογιστή σε αυτό το δίκτυο.

Προκειμένου να μεταφερθεί ένα μήνυμα από έναν αποστολέα που βρίσκεται σε ένα δίκτυο σε έναν παραλήπτη που βρίσκεται σε άλλο δίκτυο, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ένας ορισμένος αριθμός μεταδόσεων (hops) μεταξύ των δικτύων, επιλέγοντας κάθε φορά την κατάλληλη διαδρομή. Έτσι, μια διαδρομή είναι μια ακολουθία δρομολογητών μέσω των οποίων διέρχεται ένα πακέτο.

Το πρόβλημα της επιλογής της καλύτερης διαδρομής ονομάζεται δρομολόγηση και η επίλυσή του είναι η κύρια αποστολή του επιπέδου δικτύου. Αυτό το πρόβλημα επιδεινώνεται από το γεγονός ότι η συντομότερη διαδρομή δεν είναι πάντα η καλύτερη. Συχνά, το κριτήριο για την επιλογή μιας διαδρομής είναι ο χρόνος μεταφοράς δεδομένων κατά μήκος αυτής της διαδρομής, εξαρτάται από το εύρος ζώνης των καναλιών επικοινωνίας και την ένταση της κυκλοφορίας, η οποία μπορεί να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου.

Το επίπεδο δικτύου ορίζει δύο είδη πρωτοκόλλων. Ο πρώτος τύπος αναφέρεται στον ορισμό κανόνων για τη μετάδοση πακέτων με δεδομένα τερματικών κόμβων από έναν κόμβο σε έναν δρομολογητή και μεταξύ δρομολογητών. Αυτά τα πρωτόκολλα αναφέρονται συνήθως όταν μιλάμε για πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου. Το επίπεδο δικτύου περιλαμβάνει επίσης έναν άλλο τύπο πρωτοκόλλου που ονομάζεται πρωτόκολλα ανταλλαγής πληροφοριών δρομολόγησης. Οι δρομολογητές χρησιμοποιούν αυτά τα πρωτόκολλα για τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με την τοπολογία των διασυνδέσεων. Τα πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου υλοποιούνται από μονάδες λογισμικού του λειτουργικού συστήματος, καθώς και από λογισμικό και υλικό δρομολογητών.

Παραδείγματα πρωτοκόλλων επιπέδου δικτύου είναι το πρωτόκολλο IP Internetworking Protocol της στοίβας TCP/IP και το IPX Packet Internetworking Protocol της στοίβας Novell.

στρώμα μεταφοράς.Κατά τη διαδρομή από τον αποστολέα στον παραλήπτη, τα πακέτα μπορεί να καταστραφούν ή να χαθούν. Ενώ ορισμένες εφαρμογές έχουν το δικό τους χειρισμό σφαλμάτων, υπάρχουν κάποιες που προτιμούν να αντιμετωπίσουν μια αξιόπιστη σύνδεση αμέσως. Η δουλειά του επιπέδου μεταφοράς είναι να διασφαλίσει ότι οι εφαρμογές ή τα ανώτερα στρώματα της στοίβας - εφαρμογή και περίοδος λειτουργίας - μεταφέρουν δεδομένα με τον βαθμό αξιοπιστίας που απαιτούν. Το μοντέλο OSI ορίζει πέντε κατηγορίες υπηρεσιών που παρέχονται από το επίπεδο μεταφοράς.

Κατά κανόνα, όλα τα πρωτόκολλα, ξεκινώντας από το επίπεδο μεταφοράς και πάνω, υλοποιούνται από το λογισμικό των τελικών κόμβων του δικτύου - εξαρτημάτων των λειτουργικών συστημάτων του δικτύου τους. Παραδείγματα πρωτοκόλλων μεταφοράς περιλαμβάνουν τα πρωτόκολλα TCP και UDP της στοίβας TCP/IP και το πρωτόκολλο SPX της στοίβας Novell.

επίπεδο συνεδρίας.Το επίπεδο συνεδρίας παρέχει έλεγχο συνομιλίας για να παρακολουθείτε ποια πλευρά είναι ενεργή αυτήν τη στιγμή και παρέχει επίσης ένα μέσο συγχρονισμού. Τα τελευταία σας επιτρέπουν να εισάγετε σημεία ελέγχου σε μεγάλες μεταφορές, ώστε σε περίπτωση αποτυχίας να μπορείτε να επιστρέψετε στο τελευταίο σημείο ελέγχου, αντί να ξεκινήσετε από την αρχή. Στην πράξη, λίγες εφαρμογές χρησιμοποιούν το επίπεδο συνεδρίας και σπάνια υλοποιείται.

Επίπεδο παρουσίασης.Αυτό το επίπεδο παρέχει διαβεβαίωση ότι οι πληροφορίες που διαβιβάζονται από το επίπεδο εφαρμογής θα γίνουν κατανοητές από το επίπεδο εφαρμογής σε άλλο σύστημα. Εάν είναι απαραίτητο, το επίπεδο παρουσίασης εκτελεί τον μετασχηματισμό των μορφών δεδομένων σε κάποια κοινή μορφή παρουσίασης και στη λήψη, κατά συνέπεια, εκτελεί τον αντίστροφο μετασχηματισμό. Έτσι, τα επίπεδα εφαρμογής μπορούν να ξεπεράσουν, για παράδειγμα, συντακτικές διαφορές στην αναπαράσταση δεδομένων. Σε αυτό το επίπεδο μπορεί να πραγματοποιηθεί κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση δεδομένων, χάρη στην οποία διασφαλίζεται άμεσα το απόρρητο της ανταλλαγής δεδομένων για όλες τις υπηρεσίες εφαρμογών. Ένα παράδειγμα πρωτοκόλλου που λειτουργεί στο επίπεδο παρουσίασης είναι το πρωτόκολλο Secure Socket Layer (SSL), το οποίο παρέχει ασφαλή μηνύματα για τα πρωτόκολλα επιπέδου εφαρμογής της στοίβας TCP/IP.

Επίπεδο εφαρμογής.Το επίπεδο εφαρμογής είναι στην πραγματικότητα απλώς ένα σύνολο διαφόρων πρωτοκόλλων με τα οποία οι χρήστες του δικτύου έχουν πρόσβαση σε κοινόχρηστους πόρους όπως αρχεία, εκτυπωτές ή ιστοσελίδες υπερκειμένου και οργανώνουν τη συνεργασία τους, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο email. Η μονάδα δεδομένων στην οποία λειτουργεί το επίπεδο εφαρμογής συνήθως ονομάζεται μήνυμα.

Υπάρχει μια πολύ μεγάλη ποικιλία πρωτοκόλλων επιπέδου εφαρμογής. Ακολουθούν μερικά μόνο παραδείγματα από τις πιο κοινές υλοποιήσεις υπηρεσιών αρχείων: NCP στο λειτουργικό σύστημα Novell NetWare, SMB στα Microsoft Windows NT, NFS, FTP και TFTP, που αποτελούν μέρος της στοίβας TCP/IP.

3.4 Πρωτόκολλα αλληλεπίδρασης εφαρμογών και πρωτόκολλα υποσυστημάτων μεταφοράς

Οι λειτουργίες όλων των επιπέδων του μοντέλου OSI μπορούν να ταξινομηθούν σε μία από τις δύο ομάδες: είτε σε λειτουργίες που εξαρτώνται από τη συγκεκριμένη τεχνική υλοποίηση του δικτύου είτε σε λειτουργίες που προσανατολίζονται στην εργασία με εφαρμογές.

Τα τρία κατώτερα επίπεδα - φυσικό, κανάλι και δίκτυο - εξαρτώνται από το δίκτυο, δηλαδή τα πρωτόκολλα αυτών των επιπέδων συνδέονται στενά με την τεχνική υλοποίηση του δικτύου, με τον εξοπλισμό επικοινωνίας που χρησιμοποιείται.

Τα τρία κορυφαία επίπεδα - συνεδρία, παρουσίαση και εφαρμογή - είναι προσανατολισμένα στην εφαρμογή και εξαρτώνται ελάχιστα από τα τεχνικά χαρακτηριστικά της κατασκευής ενός δικτύου. Τα πρωτόκολλα αυτών των επιπέδων δεν επηρεάζονται από αλλαγές στην τοπολογία του δικτύου, αντικατάσταση εξοπλισμού ή μετάβαση σε άλλη τεχνολογία δικτύου.

Το στρώμα μεταφοράς είναι ενδιάμεσο, κρύβει όλες τις λεπτομέρειες της λειτουργίας των κατώτερων στρωμάτων από τα ανώτερα στρώματα. Αυτό σας επιτρέπει να αναπτύξετε εφαρμογές που είναι ανεξάρτητες από τα τεχνικά μέσα που εμπλέκονται άμεσα στη μεταφορά των μηνυμάτων.

Το σχήμα 2 δείχνει τα επίπεδα του μοντέλου OSI στα οποία λειτουργούν διάφορα στοιχεία δικτύου.

Ένας υπολογιστής με εγκατεστημένο λειτουργικό σύστημα δικτύου αλληλεπιδρά με έναν άλλο υπολογιστή χρησιμοποιώντας πρωτόκολλα και των επτά επιπέδων. Οι υπολογιστές πραγματοποιούν αυτή την αλληλεπίδραση μέσω διαφόρων συσκευών επικοινωνίας: διανομείς, μόντεμ, γέφυρες, διακόπτες, δρομολογητές, πολυπλέκτης. Ανάλογα με τον τύπο, μια συσκευή επικοινωνίας μπορεί να λειτουργήσει είτε μόνο στο φυσικό επίπεδο (repeater), είτε στο φυσικό και κανάλι (γέφυρα και διακόπτης), είτε στο φυσικό, κανάλι και δίκτυο, μερικές φορές συλλαμβάνοντας το επίπεδο μεταφοράς (router).

3.5 Λειτουργική αντιστοιχία τύπων εξοπλισμού επικοινωνίας στα επίπεδα του μοντέλου OSI

Ο καλύτερος τρόπος για να κατανοήσετε τις διαφορές μεταξύ των προσαρμογέων δικτύου, των επαναληπτών, των γεφυρών/διακόπτων και των δρομολογητών είναι να εξετάσετε πώς λειτουργούν από την άποψη του μοντέλου OSI. Η σχέση μεταξύ των λειτουργιών αυτών των συσκευών και των επιπέδων του μοντέλου OSI φαίνεται στο Σχήμα 3.

Ο επαναλήπτης, ο οποίος αναπαράγει σήματα, επιτρέποντάς σας έτσι να αυξήσετε το μήκος του δικτύου, λειτουργεί σε φυσικό επίπεδο.

Ο προσαρμογέας δικτύου λειτουργεί στο φυσικό επίπεδο και στο επίπεδο σύνδεσης. Το φυσικό επίπεδο περιλαμβάνει εκείνο το μέρος των λειτουργιών του προσαρμογέα δικτύου που σχετίζεται με τη λήψη και τη μετάδοση σημάτων μέσω της γραμμής επικοινωνίας και την απόκτηση πρόσβασης σε ένα κοινό μέσο μετάδοσης, η αναγνώριση της διεύθυνσης MAC του υπολογιστή είναι ήδη συνάρτηση του επιπέδου σύνδεσης .

Οι γέφυρες κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς τους στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Για αυτούς, το δίκτυο αντιπροσωπεύεται από ένα σύνολο διευθύνσεων MAC συσκευών. Εξάγουν αυτές τις διευθύνσεις από τις κεφαλίδες που προστίθενται στα πακέτα στο επίπεδο σύνδεσης και τις χρησιμοποιούν κατά την επεξεργασία πακέτων για να αποφασίσουν σε ποια θύρα θα στείλουν ένα συγκεκριμένο πακέτο. Οι γέφυρες δεν έχουν πρόσβαση σε πληροφορίες διεύθυνσης δικτύου υψηλότερου επιπέδου. Ως εκ τούτου, είναι περιορισμένοι στη λήψη αποφάσεων σχετικά με τις πιθανές διαδρομές ή διαδρομές για τα πακέτα να ταξιδεύουν μέσω του δικτύου.

Οι δρομολογητές λειτουργούν στο επίπεδο δικτύου του μοντέλου OSI. Για τους δρομολογητές, ένα δίκτυο είναι ένα σύνολο διευθύνσεων δικτύου συσκευών και ένα σύνολο διαδρομών δικτύου. Οι δρομολογητές αναλύουν όλες τις πιθανές διαδρομές μεταξύ οποιωνδήποτε δύο κόμβων δικτύου και επιλέγουν τη συντομότερη. Η επιλογή μπορεί επίσης να λάβει υπόψη άλλους παράγοντες, όπως η κατάσταση των ενδιάμεσων κόμβων και των γραμμών επικοινωνίας, η χωρητικότητα των γραμμών ή το κόστος μετάδοσης δεδομένων.

Προκειμένου ο δρομολογητής να εκτελέσει τις λειτουργίες που του έχουν ανατεθεί, πρέπει να είναι διαθέσιμες πιο λεπτομερείς πληροφορίες για το δίκτυο από αυτές που διαθέτει η γέφυρα. Στην κεφαλίδα πακέτου επιπέδου δικτύου, εκτός από τη διεύθυνση δικτύου, υπάρχουν δεδομένα, για παράδειγμα, σχετικά με τα κριτήρια που πρέπει να χρησιμοποιούνται κατά την επιλογή μιας διαδρομής, σχετικά με τη διάρκεια ζωής του πακέτου στο δίκτυο, στο οποίο το πρωτόκολλο ανώτατου επιπέδου το πακέτο ανήκει.

Μέσω της χρήσης πρόσθετων πληροφοριών, ένας δρομολογητής μπορεί να εκτελέσει περισσότερες λειτουργίες πακέτων από μια γέφυρα/διακόπτη. Επομένως, το λογισμικό που απαιτείται για τη λειτουργία του δρομολογητή είναι πιο περίπλοκο.

Το σχήμα 3 δείχνει έναν άλλο τύπο συσκευής επικοινωνίας, την πύλη, η οποία μπορεί να λειτουργήσει σε οποιοδήποτε επίπεδο του μοντέλου OSI. Μια πύλη είναι μια συσκευή που εκτελεί μετάφραση πρωτοκόλλου. Η πύλη βρίσκεται μεταξύ δικτύων που αλληλεπιδρούν και χρησιμεύει ως ενδιάμεσος που μεταφράζει τα μηνύματα που προέρχονται από ένα δίκτυο στη μορφή ενός άλλου δικτύου. Η πύλη μπορεί να υλοποιηθεί είτε αποκλειστικά με λογισμικό εγκατεστημένο σε συμβατικό υπολογιστή, είτε με βάση έναν εξειδικευμένο υπολογιστή. Η μετάφραση μιας στοίβας πρωτοκόλλων σε μια άλλη είναι μια πολύπλοκη διανοητική εργασία που απαιτεί τις πιο ολοκληρωμένες πληροφορίες για το δίκτυο, επομένως η πύλη χρησιμοποιεί τις κεφαλίδες όλων των μεταφρασμένων πρωτοκόλλων.

3.6 Προδιαγραφή IEEE 802

Περίπου την ίδια εποχή που εμφανίστηκε το μοντέλο OSI, δημοσιεύτηκε η προδιαγραφή IEEE 802, η οποία στην πραγματικότητα επεκτείνει το μοντέλο δικτύου OSI. Αυτή η επέκταση εμφανίζεται στη σύνδεση δεδομένων και στα φυσικά επίπεδα, τα οποία καθορίζουν πώς περισσότεροι από ένας υπολογιστές μπορούν να έχουν πρόσβαση σε ένα δίκτυο χωρίς να έρχονται σε διένεξη με άλλους υπολογιστές στο δίκτυο.

Αυτό το πρότυπο βελτιώνει αυτά τα στρώματα χωρίζοντας το επίπεδο σύνδεσης σε 2 υποστρώματα:

– Έλεγχος λογικής σύνδεσης (LLC)—υποεπίπεδο ελέγχου λογικής σύνδεσης. Διαχειρίζεται τις επικοινωνίες μεταξύ καναλιών δεδομένων και καθορίζει τη χρήση σημείων λογικής διεπαφής, που ονομάζονται Σημεία Πρόσβασης Υπηρεσιών (Σημεία Πρόσβασης Υπηρεσιών), τα οποία άλλοι υπολογιστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν για τη μετάδοση πληροφοριών στα ανώτερα επίπεδα του μοντέλου OSI.

– Έλεγχος πρόσβασης μέσων (MAC)—υποεπίπεδο ελέγχου πρόσβασης συσκευής. Παρέχει παράλληλη πρόσβαση για πολλούς προσαρμογείς δικτύου σε φυσικό επίπεδο, έχει άμεση αλληλεπίδραση με την κάρτα δικτύου του υπολογιστή και είναι υπεύθυνο για τη διασφάλιση της μεταφοράς δεδομένων χωρίς σφάλματα μεταξύ των υπολογιστών στο δίκτυο.

3.7 Με στοίβα πρωτοκόλλου

Μια σουίτα πρωτοκόλλων (ή στοίβα πρωτοκόλλων) είναι ένας συνδυασμός πρωτοκόλλων που συνεργάζονται για να παρέχουν επικοινωνία δικτύου. Αυτές οι σουίτες πρωτοκόλλων χωρίζονται συνήθως σε τρεις ομάδες, που αντιστοιχούν στο μοντέλο δικτύωσης OSI:

– δίκτυο·

– μεταφορά·

- εφαρμόζεται.

Τα πρωτόκολλα δικτύου παρέχουν τις ακόλουθες υπηρεσίες:

– Διεύθυνση και δρομολόγηση πληροφοριών·

– έλεγχος για σφάλματα.

– αίτημα αναμετάδοσης·

– καθιέρωση κανόνων αλληλεπίδρασης σε συγκεκριμένο περιβάλλον δικτύου.

Δημοφιλή πρωτόκολλα δικτύου:

– DDP (Delivery Datagram Protocol). Το πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων της Apple που χρησιμοποιείται από το AppleTalk.

– IP (Πρωτόκολλο Διαδικτύου). Μέρος της σουίτας πρωτοκόλλων TCP/IP που παρέχει πληροφορίες διεύθυνσης και δρομολόγησης.

– IPX (Internetwork Packet eXchange) και NWLink. Το πρωτόκολλο δικτύωσης Novell NetWare (και η υλοποίηση αυτού του πρωτοκόλλου από τη Microsoft) χρησιμοποιείται για τη δρομολόγηση και την προώθηση πακέτων.

– NetBEUI. Αναπτύχθηκε από κοινού από την IBM και τη Microsoft, αυτό το πρωτόκολλο παρέχει υπηρεσίες μεταφοράς για το NetBIOS.

Τα πρωτόκολλα μεταφοράς είναι υπεύθυνα για τη διασφάλιση της αξιόπιστης μεταφοράς δεδομένων μεταξύ των υπολογιστών.

Δημοφιλή πρωτόκολλα μεταφοράς:

– ATP (AppleTalk Transaction Protocol) και NBP (Name Binding Protocol). Πρωτόκολλα συνεδρίας και μεταφοράς AppleTalk.

– NetBIOS/NetBEUI. Το πρώτο δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ υπολογιστών και το δεύτερο παρέχει υπηρεσίες μεταφοράς δεδομένων για αυτήν τη σύνδεση.

– SPX (Sequence Packet Exchange) και NWLink. Το πρωτόκολλο Novell προσανατολισμένο στη σύνδεση που χρησιμοποιείται για την παροχή δεδομένων (και την υλοποίηση αυτού του πρωτοκόλλου από τη Microsoft).

– TCP (Transmission Control Protocol). Μέρος της σουίτας πρωτοκόλλων TCP/IP που είναι υπεύθυνο για την αξιόπιστη παράδοση δεδομένων.

Πρωτόκολλα εφαρμογών υπεύθυνα για την αλληλεπίδραση των εφαρμογών.

Δημοφιλή πρωτόκολλα εφαρμογών:

– AFP (AppleTalk File Protocol – AppleTalk File Protocol). Πρωτόκολλο απομακρυσμένου ελέγχου αρχείων Macintosh.

– FTP (File Transfer Protocol). Ένα άλλο μέλος της σουίτας πρωτοκόλλων TCP/IP που χρησιμοποιείται για την παροχή υπηρεσιών μεταφοράς αρχείων.

– NCP (NetWare Core Protocol) Novell κέλυφος πελάτη και ανακατευθύνσεις.

– SMTP (Simple Mail Transport Protocol). Μέλος της σουίτας πρωτοκόλλων TCP/IP υπεύθυνο για τη μετάδοση e-mail.

– SNMP (Simple Network Management Protocol). Ένα πρωτόκολλο TCP/IP που χρησιμοποιείται για τη διαχείριση και την παρακολούθηση συσκευών δικτύου.

4 ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΤΟΠΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΚΤΥΟΥ

4.1 Στοιχεία δικτύου

Υπάρχουν πολλές συσκευές δικτύου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία, την τμηματοποίηση και τη βελτίωση ενός δικτύου.

4.1.1 Κάρτες δικτύου

Προσαρμογέας δικτύου(Κάρτα δικτύου, NIC) είναι μια περιφερειακή συσκευή υπολογιστή που αλληλεπιδρά άμεσα με ένα μέσο μετάδοσης δεδομένων που το συνδέει απευθείας ή μέσω άλλου εξοπλισμού επικοινωνίας με άλλους υπολογιστές. Αυτή η συσκευή επιλύει τα προβλήματα αξιόπιστης ανταλλαγής δυαδικών δεδομένων, που αντιπροσωπεύονται από τα αντίστοιχα ηλεκτρομαγνητικά σήματα, μέσω εξωτερικών γραμμών επικοινωνίας. Όπως κάθε ελεγκτής υπολογιστή, ο προσαρμογέας δικτύου ελέγχεται από ένα πρόγραμμα οδήγησης λειτουργικού συστήματος.

Στα περισσότερα σύγχρονα πρότυπα για τοπικά δίκτυα, θεωρείται ότι μια ειδική συσκευή επικοινωνίας (διανομέας, γέφυρα, μεταγωγέας ή δρομολογητής) είναι εγκατεστημένη μεταξύ των προσαρμογέων δικτύου των αλληλεπιδρώντων υπολογιστών, η οποία αναλαμβάνει ορισμένες λειτουργίες ελέγχου ροής δεδομένων.

Ο προσαρμογέας δικτύου συνήθως εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:

– Καταχώριση των μεταδιδόμενων πληροφοριών με τη μορφή πλαισίου συγκεκριμένης μορφής.Το πλαίσιο περιλαμβάνει πολλά πεδία υπηρεσιών, μεταξύ των οποίων υπάρχει η διεύθυνση του υπολογιστή προορισμού και το άθροισμα ελέγχου πλαισίου.

– Απόκτηση πρόσβασης στο μέσο μεταφοράς δεδομένων. Στα τοπικά δίκτυα, χρησιμοποιούνται κυρίως κανάλια επικοινωνίας (κοινός δίαυλος, δακτύλιος) που μοιράζονται μεταξύ μιας ομάδας υπολογιστών, η πρόσβαση στα οποία παρέχεται σύμφωνα με έναν ειδικό αλγόριθμο (η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος είναι η τυχαία πρόσβαση ή μια μέθοδος με τη μετάδοση ενός διακριτικού πρόσβασης το δαχτυλίδι).

– Κωδικοποίηση μιας ακολουθίας bits ενός πλαισίου από μια ακολουθία ηλεκτρικών σημάτων κατά τη μετάδοση δεδομένων και αποκωδικοποίηση κατά τη λήψη τους.Η κωδικοποίηση πρέπει να διασφαλίζει τη μετάδοση της αρχικής πληροφορίας μέσω γραμμών επικοινωνίας με ορισμένο εύρος ζώνης και ορισμένο επίπεδο παρεμβολής κατά τέτοιο τρόπο ώστε ο παραλήπτης να μπορεί να αναγνωρίσει τις απεσταλμένες πληροφορίες με υψηλό βαθμό πιθανότητας.

– Μετατροπή πληροφοριών από παράλληλη σε σειριακή μορφή και αντίστροφα.Αυτή η λειτουργία οφείλεται στο γεγονός ότι στα δίκτυα υπολογιστών οι πληροφορίες μεταδίδονται σε σειριακή μορφή, bit-bit, και όχι byte-byte, όπως μέσα σε έναν υπολογιστή.

– Συγχρονισμός bit, byte και καρέ.Για σταθερή λήψη των μεταδιδόμενων πληροφοριών, είναι απαραίτητο να διατηρείται σταθερός συγχρονισμός του δέκτη και του πομπού των πληροφοριών.

Οι προσαρμογείς δικτύου διαφέρουν ως προς τον τύπο και το bit του εσωτερικού διαύλου δεδομένων που χρησιμοποιείται στον υπολογιστή - ISA, EISA, PCI, MCA.

Οι προσαρμογείς δικτύου διαφέρουν επίσης ως προς τον τύπο της τεχνολογίας δικτύου που υιοθετείται στο δίκτυο - Ethernet, Token Ring, FDDI κ.λπ. Κατά κανόνα, ένα συγκεκριμένο μοντέλο προσαρμογέα δικτύου λειτουργεί σε μια συγκεκριμένη τεχνολογία δικτύου (για παράδειγμα, Ethernet).

Λόγω του γεγονότος ότι για κάθε τεχνολογία είναι πλέον δυνατή η χρήση διαφορετικών μέσων μετάδοσης, ένας προσαρμογέας δικτύου μπορεί να υποστηρίξει τόσο ένα όσο και πολλά μέσα ταυτόχρονα. Στην περίπτωση που ο προσαρμογέας δικτύου υποστηρίζει μόνο ένα μέσο μετάδοσης δεδομένων και είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί άλλο, χρησιμοποιούνται πομποδέκτες και μετατροπείς.

πομποδέκτης(πομποδέκτης, πομπός + δέκτης) - αυτό είναι μέρος του προσαρμογέα δικτύου, η τερματική συσκευή του που πηγαίνει στο καλώδιο. Στις εκδόσεις Ethernet, αποδείχθηκε ότι ήταν βολικό να παράγονται προσαρμογείς δικτύου με θύρα AUI, στην οποία μπορεί να συνδεθεί ένας πομποδέκτης για το απαιτούμενο περιβάλλον.

Αντί να επιλέξετε έναν κατάλληλο πομποδέκτη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μετατροπέας, το οποίο μπορεί να ταιριάζει με την έξοδο ενός πομποδέκτη που έχει σχεδιαστεί για ένα μέσο σε ένα άλλο μέσο μετάδοσης δεδομένων (για παράδειγμα, μια έξοδος συνεστραμμένου ζεύγους μετατρέπεται σε έξοδο ομοαξονικού καλωδίου).

4.1.2 Επαναληπτικοί και ενισχυτές

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το σήμα εξασθενεί όταν μετακινείται μέσω του δικτύου. Για να αποφευχθεί αυτή η εξασθένηση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επαναλήπτες και/ή ενισχυτές για την ενίσχυση του σήματος που διέρχεται από αυτούς.

Οι επαναλήπτες (repeater) χρησιμοποιούνται σε δίκτυα με ψηφιακό σήμα για την καταπολέμηση της εξασθένησης (εξασθένησης) του σήματος. Όταν ο επαναλήπτης λαμβάνει ένα εξασθενημένο σήμα, διαγράφει το σήμα, το ενισχύει και το στέλνει στο επόμενο τμήμα.

Οι ενισχυτές, αν και έχουν παρόμοιο σκοπό, χρησιμοποιούνται για την αύξηση της εμβέλειας μετάδοσης σε δίκτυα χρησιμοποιώντας αναλογικό σήμα. Αυτό ονομάζεται ευρυζωνική μετάδοση. Ο φορέας χωρίζεται σε πολλαπλά κανάλια έτσι ώστε διαφορετικές συχνότητες να μπορούν να μεταδίδονται παράλληλα.

Συνήθως, η αρχιτεκτονική του δικτύου καθορίζει τον μέγιστο αριθμό επαναληπτών που μπορούν να εγκατασταθούν σε ένα μόνο δίκτυο. Ο λόγος για αυτό είναι ένα φαινόμενο γνωστό ως «καθυστέρηση διάδοσης». Η περίοδος που απαιτείται για κάθε επαναλήπτη για την εκκαθάριση και την ενίσχυση του σήματος, πολλαπλασιαζόμενη επί τον αριθμό των επαναλήπτων, μπορεί να οδηγήσει σε αξιοσημείωτες καθυστερήσεις μετάδοσης του δικτύου.

4.1.3 Κόμβοι

Ένας διανομέας (HUB) είναι μια συσκευή δικτύου που λειτουργεί στο φυσικό επίπεδο του μοντέλου δικτύου OSI, χρησιμεύοντας ως το κεντρικό σημείο σύνδεσης και σύνδεση σε μια διαμόρφωση δικτύου αστεριού.

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι κόμβων:

- παθητικό (παθητικό)

– ενεργό (ενεργό)

- διανοούμενος (ευφυής).

Οι παθητικοί διανομείς δεν απαιτούν ρεύμα και λειτουργούν ως φυσικό σημείο σύνδεσης χωρίς να προσθέτουν τίποτα στο μεταδιδόμενο σήμα.)

Οι ενεργές απαιτούν ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για την αποκατάσταση και την ενίσχυση του σήματος.

Οι ευφυείς κόμβοι μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες όπως η μεταγωγή πακέτων και η δρομολόγηση κυκλοφορίας.

4.1.4 Γέφυρες

Μια γέφυρα είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση τμημάτων δικτύου. Οι γέφυρες μπορούν να θεωρηθούν ως βελτίωση στους επαναλήπτες, καθώς μειώνουν το φόρτο του δικτύου: οι γέφυρες διαβάζουν τη διεύθυνση MAC του υπολογιστή προορισμού από κάθε εισερχόμενο πακέτο δεδομένων και αναζητούν ειδικούς πίνακες για να καθορίσουν τι πρέπει να κάνουν με το πακέτο.

Η γέφυρα λειτουργεί στο επίπεδο σύνδεσης του μοντέλου δικτύου OSI.

Η γέφυρα λειτουργεί ως επαναλήπτης, λαμβάνει δεδομένα από οποιοδήποτε τμήμα, αλλά είναι πιο επιλεκτική από έναν επαναλήπτη. Εάν ο προορισμός βρίσκεται στο ίδιο φυσικό τμήμα με τη γέφυρα, τότε η γέφυρα γνωρίζει ότι το πακέτο δεν χρειάζεται πλέον. Εάν ο παραλήπτης βρίσκεται σε διαφορετικό τμήμα, η γέφυρα ξέρει να προωθήσει το πακέτο.

Αυτή η επεξεργασία συμβάλλει στη μείωση του φόρτου δικτύου, καθώς το τμήμα δεν θα λαμβάνει μηνύματα που δεν ισχύουν για αυτό.

Οι γέφυρες μπορούν να συνδέσουν τμήματα που χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους μέσων (10BaseT, 10Base2), καθώς και με διαφορετικά σχήματα πρόσβασης πολυμέσων (Ethernet, Token Ring).

4.1.5 Δρομολογητές

Ένας δρομολογητής είναι μια συσκευή επικοινωνίας δικτύου που λειτουργεί στο επίπεδο δικτύου ενός μοντέλου δικτύου και μπορεί να συνδέσει δύο ή περισσότερα τμήματα δικτύου (ή υποδίκτυα).

Λειτουργεί σαν γέφυρα, αλλά δεν χρησιμοποιεί τη διεύθυνση της κάρτας δικτύου του υπολογιστή για να φιλτράρει την κίνηση, αλλά μάλλον τις πληροφορίες διεύθυνσης δικτύου που μεταφέρονται στο τμήμα του επιπέδου δικτύου του πακέτου.

Αφού λάβει αυτές τις πληροφορίες, ο δρομολογητής χρησιμοποιεί τον πίνακα δρομολόγησης για να καθορίσει πού θα δρομολογήσει το πακέτο.

Υπάρχουν δύο τύποι δρομολογητών: στατικοί και δυναμικοί. Οι πρώτοι χρησιμοποιούν έναν στατικό πίνακα δρομολόγησης που πρέπει να δημιουργήσει και να ενημερώσει ο διαχειριστής του δικτύου. Οι δεύτεροι δημιουργούν και ενημερώνουν μόνοι τους τους πίνακες τους.

Οι δρομολογητές μπορούν να μειώσουν τη συμφόρηση δικτύου, να αυξήσουν την απόδοση και να βελτιώσουν την αξιοπιστία της παράδοσης δεδομένων.

Ένας δρομολογητής μπορεί να είναι είτε μια ειδική ηλεκτρονική συσκευή είτε ένας εξειδικευμένος υπολογιστής συνδεδεμένος σε πολλά τμήματα δικτύου χρησιμοποιώντας πολλές κάρτες δικτύου.

Μπορεί να συνδέσει πολλά μικρά υποδίκτυα χρησιμοποιώντας διαφορετικά πρωτόκολλα, αρκεί τα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται να είναι δρομολογήσιμα. Τα δρομολογημένα πρωτόκολλα έχουν τη δυνατότητα να προωθούν πακέτα δεδομένων σε άλλα τμήματα δικτύου (TCP/IP, IPX/SPX). Πρωτόκολλο χωρίς δυνατότητα δρομολόγησης - NetBEUI. Δεν μπορεί να λειτουργήσει εκτός του δικού του υποδικτύου.

4.1.6 Πύλες

Μια πύλη είναι μια μέθοδος επικοινωνίας μεταξύ δύο ή περισσότερων τμημάτων δικτύου. Επιτρέπει την επικοινωνία ανόμοιων συστημάτων στο δίκτυο (Intel και Macintosh).

Μια άλλη λειτουργία των πυλών είναι η μετάφραση πρωτοκόλλου. Η πύλη μπορεί να λάβει το πρωτόκολλο IPX/SPX που κατευθύνεται στον πελάτη χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο TCP/IP στο απομακρυσμένο τμήμα. Η πύλη μετατρέπει το πρωτόκολλο προέλευσης στο επιθυμητό πρωτόκολλο προορισμού.

Η πύλη λειτουργεί στο επίπεδο μεταφοράς του μοντέλου δικτύου.

4.2 Τύποι τοπολογίας δικτύου

Μια τοπολογία δικτύου είναι μια περιγραφή της φυσικής του θέσης, δηλαδή πώς συνδέονται οι υπολογιστές μεταξύ τους σε ένα δίκτυο και με τη βοήθεια ποιων συσκευών περιλαμβάνονται στη φυσική τοπολογία.

Υπάρχουν τέσσερις κύριες τοπολογίες:

– Λεωφορείο (λεωφορείο);

- Ντριν ντριν);

– Αστέρι (αστέρι);

– Πλέγμα (κελί).

Η φυσική τοπολογία διαύλου, που αναφέρεται επίσης ως δίαυλος γραμμής, αποτελείται από ένα μόνο καλώδιο στο οποίο είναι συνδεδεμένοι όλοι οι υπολογιστές σε ένα τμήμα (Εικόνα 4.1).

Τα μηνύματα αποστέλλονται μέσω της γραμμής σε όλους τους συνδεδεμένους σταθμούς, ανεξάρτητα από το ποιος είναι ο παραλήπτης. Κάθε υπολογιστής εξετάζει κάθε πακέτο στο καλώδιο για να προσδιορίσει τον παραλήπτη του πακέτου. Εάν το πακέτο προορίζεται για άλλο σταθμό, τότε ο υπολογιστής το απορρίπτει. Εάν το πακέτο προορίζεται για αυτόν τον υπολογιστή, τότε θα το λάβει και θα το επεξεργαστεί.

Εικόνα 4.1 - Τοπολογία "bus"

Το καλώδιο του κύριου διαύλου, γνωστό ως ραχοκοκαλιά, έχει τερματικούς σταθμούς και στα δύο άκρα για να αποτρέπονται οι αντανακλάσεις του σήματος. Τυπικά, τα δίκτυα τοπολογίας διαύλου χρησιμοποιούν δύο τύπους μέσων: παχύ και λεπτό Ethernet.

Ελαττώματα:

– είναι δύσκολο να απομονωθούν σφάλματα σε σταθμό ή άλλο στοιχείο δικτύου.

– Βλάβες στο καλώδιο κορμού μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχία ολόκληρου του δικτύου.

4.2.2 Δακτύλιος

Η τοπολογία δακτυλίου χρησιμοποιείται κυρίως σε δίκτυα Token Ring και FDDI (οπτικές ίνες).

Στη φυσική τοπολογία, ο «δακτύλιος» της γραμμής μετάδοσης δεδομένων στην πραγματικότητα σχηματίζει έναν λογικό δακτύλιο στον οποίο είναι συνδεδεμένοι όλοι οι υπολογιστές του δικτύου (Εικ. 4.2).

Εικόνα 4.2 - Τοπολογία "δακτύλιος"

Η πρόσβαση στα μέσα στον δακτύλιο γίνεται μέσω διακριτικών που διαβιβάζονται από σταθμό σε σταθμό, επιτρέποντάς τους να προωθήσουν το πακέτο εάν χρειάζεται. Ο υπολογιστής μπορεί να στείλει δεδομένα μόνο όταν είναι κάτοχος του διακριτικού.

Δεδομένου ότι κάθε υπολογιστής σε αυτήν την τοπολογία είναι μέρος του δακτυλίου, έχει τη δυνατότητα να προωθήσει τυχόν πακέτα δεδομένων που λαμβάνει και τα οποία απευθύνονται σε άλλο σταθμό.

Ελαττώματα:

– βλάβες σε έναν σταθμό μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχία ολόκληρου του δικτύου.

– κατά την επαναδιαμόρφωση οποιουδήποτε τμήματος του δικτύου, είναι απαραίτητο να απενεργοποιήσετε προσωρινά ολόκληρο το δίκτυο.

4.2.3 Αστέρι

Στην τοπολογία Star (αστέρι), όλοι οι υπολογιστές στο δίκτυο συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας έναν κεντρικό διανομέα (Εικ. 4.3).

Όλα τα δεδομένα που στέλνει ο σταθμός αποστέλλονται απευθείας στον διανομέα, ο οποίος προωθεί το πακέτο προς την κατεύθυνση του παραλήπτη.

Σε αυτήν την τοπολογία, μόνο ένας υπολογιστής μπορεί να στείλει δεδομένα κάθε φορά. Εάν δύο ή περισσότεροι υπολογιστές προσπαθήσουν να στείλουν δεδομένα ταυτόχρονα, θα απορριφθούν όλοι και θα πρέπει να περιμένουν ένα τυχαίο χρονικό διάστημα για να προσπαθήσουν ξανά.

Αυτά τα δίκτυα κλιμακώνονται καλύτερα από άλλα δίκτυα. Οι βλάβες σε έναν σταθμό δεν απενεργοποιούν ολόκληρο το δίκτυο. Η ύπαρξη ενός κεντρικού διανομέα καθιστά εύκολη την προσθήκη νέου υπολογιστή.

Ελαττώματα:

– απαιτεί περισσότερο καλώδιο από άλλες τοπολογίες.

- η αποτυχία του διανομέα θα απενεργοποιήσει ολόκληρο το τμήμα δικτύου.

Εικόνα 4.3 - Τοπολογία αστεριών

Τοπολογικό Mesh (κελί) συνδέει όλους τους υπολογιστές σε ζεύγη (Εικ. 4.4).

Εικόνα 4.4 - Τοπολογία "κελί"

Τα δίκτυα πλέγματος χρησιμοποιούν πολύ περισσότερα καλώδια από άλλες τοπολογίες. Αυτά τα δίκτυα είναι πολύ πιο δύσκολο να εγκατασταθούν. Αλλά αυτά τα δίκτυα είναι ανεκτικά σε σφάλματα (μπορούν να λειτουργήσουν παρουσία ζημιάς).

4.2.5 Μικτές τοπολογίες

Στην πράξη, υπάρχουν πολλοί συνδυασμοί μεγάλων τοπολογιών δικτύου. Ας εξετάσουμε τα κύρια.

λεωφορείο αστέρι

Η μικτή τοπολογία Star Bus (αστέρι στο λεωφορείο) συνδυάζει τις τοπολογίες Bus και Star (Εικ. 4.5).

Η τοπολογία Star Ring (αστέρι σε έναν δακτύλιο) είναι επίσης γνωστή ως Star-wired Ring, καθώς η ίδια η πλήμνη έχει σχεδιαστεί ως δακτύλιος.

Αυτό το δίκτυο είναι πανομοιότυπο με την τοπολογία αστεριών, αλλά ο διανομέας είναι στην πραγματικότητα καλωδιωμένος σαν ένας λογικός δακτύλιος.

Ακριβώς όπως σε ένα φυσικό δαχτυλίδι, τα διακριτικά αποστέλλονται σε αυτό το δίκτυο για να καθορίσουν τη σειρά με την οποία οι υπολογιστές μεταδίδουν δεδομένα.

Εικόνα 4.5 - Τοπολογία Star-on-bus

Υβριδικό Πλέγμα

Επειδή η εφαρμογή μιας αληθινής τοπολογίας Mesh σε μεγάλα δίκτυα μπορεί να είναι δαπανηρή, ένα δίκτυο τοπολογίας Hybrid Mesh μπορεί να προσφέρει μερικά από τα σημαντικά οφέλη ενός πραγματικού δικτύου Mesh.

Χρησιμοποιείται κυρίως για τη σύνδεση διακομιστών που αποθηκεύουν κρίσιμα δεδομένα (Εικ. 4.6).

Εικόνα 4.6 - Τοπολογία "υβριδικό κύτταρο"

5 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΔΙΚΤΥΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ

5.1 Θεωρητικά θεμέλια του Διαδικτύου

Τα πρώτα πειράματα για τη μετάδοση και λήψη πληροφοριών με χρήση υπολογιστών ξεκίνησαν τη δεκαετία του '50 και είχαν εργαστηριακό χαρακτήρα. Μόνο στα τέλη της δεκαετίας του '60, με έξοδα της Υπηρεσίας Προηγμένης Ανάπτυξης του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ, δημιουργήθηκε πανελλαδικού δικτύου. Πήρε το όνομα ARPANET. Το δίκτυο αυτό συνέδεε πολλά μεγάλα επιστημονικά, ερευνητικά και εκπαιδευτικά κέντρα. Το κύριο καθήκον του ήταν να συντονίζει ομάδες ομάδων που εργάζονταν σε κοινά επιστημονικά και τεχνικά έργα και ο κύριος σκοπός ήταν η ανταλλαγή αρχείων με επιστημονική τεκμηρίωση και τεκμηρίωση σχεδιασμού μέσω e-mail.

Το ARPANET μπήκε στο διαδίκτυο το 1969. Οι λίγοι κόμβοι που ήταν μέρος του εκείνη την εποχή συνδέονταν με αφιερωμένες γραμμές. Η λήψη και η μετάδοση πληροφοριών γινόταν από προγράμματα που εκτελούνται στους κεντρικούς υπολογιστές. Το δίκτυο σταδιακά επεκτάθηκε λόγω της σύνδεσης νέων κόμβων και στις αρχές της δεκαετίας του '80 δημιουργήθηκαν περιφερειακά δίκτυα με βάση τους μεγαλύτερους κόμβους, αναδημιουργώντας τη γενική αρχιτεκτονική ARPANET σε χαμηλότερο επίπεδο (σε περιφερειακή ή τοπική κλίμακα).

Στ 'αλήθεια τη γέννηση του Διαδικτύουθεωρείται το 1983. Φέτος σημειώθηκαν επαναστατικές αλλαγές στο λογισμικό επικοινωνίας υπολογιστών. Τα γενέθλια του Διαδικτύου με τη σύγχρονη έννοια της λέξης ήταν η ημερομηνία τυποποίησης του πρωτοκόλλου επικοινωνίας TCP / IP, το οποίο αποτελεί τη βάση του World Wide Web μέχρι σήμερα.

Το TCP / IP δεν είναι ένα πρωτόκολλο δικτύου, αλλά πολλά πρωτόκολλα που βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα του μοντέλου δικτύου OSI (αυτή είναι η λεγόμενη στοίβα πρωτοκόλλων). Από αυτά, το πρωτόκολλο TCP είναι ένα πρωτόκολλο επιπέδου μεταφοράς. Ελέγχει τον τρόπο μεταφοράς των πληροφοριών. Πρωτόκολλο διεύθυνσης IP. Ανήκει στο επίπεδο δικτύου και καθορίζει πού γίνεται η μετάδοση.

Θέμα 9. Τηλεπικοινωνίες

Σχέδιο διάλεξης

1. Τηλεπικοινωνίες και δίκτυα υπολογιστών

2. Χαρακτηριστικά τοπικών και παγκόσμιων δικτύων

3. Λογισμικό συστήματος

4. Μοντέλο OSI και πρωτόκολλα επικοινωνίας

5. Μέσα επικοινωνίας, μόντεμ

6. Δυνατότητες τηλεπληροφοριακών συστημάτων

7. Δυνατότητες του Παγκόσμιου Ιστού

8. Προοπτικές δημιουργίας αυτοκινητόδρομου πληροφόρησης

Τηλεπικοινωνίες και δίκτυα υπολογιστών

Επικοινωνία - η μεταφορά πληροφοριών μεταξύ ανθρώπων, που πραγματοποιείται με τη χρήση διαφόρων μέσων (ομιλία, συμβολικά συστήματα, συστήματα επικοινωνίας). Καθώς η ανάπτυξη της επικοινωνίας εμφανίστηκε τηλεπικοινωνίες.

Τηλεπικοινωνίες - μετάδοση πληροφοριών εξ αποστάσεως με τη χρήση τεχνικών μέσων (τηλέφωνο, τηλέγραφο, ραδιόφωνο, τηλεόραση κ.λπ.).

Οι τηλεπικοινωνίες αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της βιομηχανικής και κοινωνικής υποδομής της χώρας και έχουν σχεδιαστεί για να καλύπτουν τις ανάγκες φυσικών και νομικών προσώπων, δημόσιων αρχών στις τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες. Χάρη στην εμφάνιση και την ανάπτυξη των δικτύων δεδομένων, εμφανίστηκε ένας νέος εξαιρετικά αποτελεσματικός τρόπος αλληλεπίδρασης μεταξύ των ανθρώπων - τα δίκτυα υπολογιστών. Ο κύριος σκοπός των δικτύων υπολογιστών είναι η παροχή κατανεμημένης επεξεργασίας δεδομένων, η βελτίωση της αξιοπιστίας των λύσεων διαχείρισης πληροφοριών.

Ένα δίκτυο υπολογιστών είναι μια συλλογή από υπολογιστές και διάφορες συσκευές που παρέχουν ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ υπολογιστών σε ένα δίκτυο χωρίς τη χρήση ενδιάμεσων μέσων αποθήκευσης.

Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει ένας όρος - ένας κόμβος δικτύου. Ένας κόμβος δικτύου είναι μια συσκευή που συνδέεται με άλλες συσκευές ως μέρος ενός δικτύου υπολογιστών.Οι κόμβοι μπορεί να είναι υπολογιστές, ειδικές συσκευές δικτύου όπως δρομολογητής, μεταγωγέας ή διανομέας. Ένα τμήμα δικτύου είναι ένα μέρος ενός δικτύου που περιορίζεται από τους κόμβους του.

Ένας υπολογιστής σε ένα δίκτυο υπολογιστών ονομάζεται επίσης "σταθμός εργασίας". Οι υπολογιστές σε ένα δίκτυο χωρίζονται σε σταθμούς εργασίας και διακομιστές. Στους σταθμούς εργασίας, οι χρήστες επιλύουν εφαρμοζόμενες εργασίες (εργασία σε βάσεις δεδομένων, δημιουργία εγγράφων, πραγματοποίηση υπολογισμών). Ο διακομιστής εξυπηρετεί το δίκτυο και παρέχει τους δικούς του πόρους σε όλους τους κόμβους δικτύου, συμπεριλαμβανομένων των σταθμών εργασίας.

Τα δίκτυα υπολογιστών χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, επηρεάζουν σχεδόν όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας και αποτελούν αποτελεσματικό εργαλείο επικοινωνίας μεταξύ επιχειρήσεων, οργανισμών και καταναλωτών.

Ο Ιστός παρέχει ταχύτερη πρόσβαση σε διάφορες πηγές πληροφοριών. Η χρήση του δικτύου μειώνει τον πλεονασμό πόρων. Συνδέοντας πολλούς υπολογιστές μεταξύ τους, μπορείτε να έχετε πολλά πλεονεκτήματα:

να επεκτείνει τη συνολική ποσότητα των διαθέσιμων πληροφοριών·

· κοινή χρήση ενός πόρου από όλους τους υπολογιστές (κοινόχρηστη βάση δεδομένων, εκτυπωτής δικτύου, κ.λπ.).

απλοποιεί τη διαδικασία μεταφοράς δεδομένων από υπολογιστή σε υπολογιστή.

Φυσικά, η συνολική ποσότητα πληροφοριών που συγκεντρώνεται σε υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι σε ένα δίκτυο είναι ασύγκριτα μεγαλύτερη από αυτή ενός υπολογιστή. Ως αποτέλεσμα, το δίκτυο παρέχει ένα νέο επίπεδο παραγωγικότητας των εργαζομένων και αποτελεσματική επικοινωνία μεταξύ της εταιρείας και των κατασκευαστών και των πελατών.

Ένας άλλος σκοπός ενός δικτύου υπολογιστών είναι να εξασφαλίσει την αποτελεσματική παρουσίαση διαφόρων υπηρεσιών υπολογιστών στους χρήστες του δικτύου οργανώνοντας την πρόσβασή τους σε πόρους που διανέμονται σε αυτό το δίκτυο.

Επιπλέον, η ελκυστική πλευρά των δικτύων είναι η διαθεσιμότητα προγραμμάτων e-mail και ο προγραμματισμός της εργάσιμης ημέρας. Χάρη σε αυτά, οι διευθυντές μεγάλων επιχειρήσεων μπορούν να αλληλεπιδράσουν γρήγορα και αποτελεσματικά με το μεγάλο προσωπικό τους των εργαζομένων ή των επιχειρηματικών εταίρων τους και ο σχεδιασμός και η προσαρμογή των δραστηριοτήτων ολόκληρης της εταιρείας πραγματοποιείται με πολύ λιγότερη προσπάθεια παρά χωρίς δίκτυα.

Τα δίκτυα υπολογιστών ως μέσο για την υλοποίηση πρακτικών αναγκών βρίσκουν τις πιο απροσδόκητες εφαρμογές, για παράδειγμα: πώληση αεροπορικών και σιδηροδρομικών εισιτηρίων. πρόσβαση σε πληροφορίες συστημάτων αναφοράς, βάσεις δεδομένων υπολογιστών και τράπεζες δεδομένων· παραγγελία και αγορά καταναλωτικών αγαθών· πληρωμή λογαριασμών κοινής ωφέλειας · ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ του χώρου εργασίας του δασκάλου και των χώρων εργασίας των μαθητών (εξ αποστάσεως εκπαίδευση) και πολλά άλλα.

Χάρη στον συνδυασμό τεχνολογιών βάσεων δεδομένων και τηλεπικοινωνιών υπολογιστών, κατέστη δυνατή η χρήση των λεγόμενων κατανεμημένων βάσεων δεδομένων. Τεράστιες σειρές πληροφοριών που συσσωρεύονται από την ανθρωπότητα διανέμονται σε διάφορες περιοχές, χώρες, πόλεις, όπου αποθηκεύονται σε βιβλιοθήκες, αρχεία και κέντρα πληροφοριών. Συνήθως, όλες οι μεγάλες βιβλιοθήκες, μουσεία, αρχεία και άλλοι παρόμοιοι οργανισμοί έχουν τις δικές τους βάσεις δεδομένων υπολογιστών, οι οποίες περιέχουν τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε αυτά τα ιδρύματα.

Τα δίκτυα υπολογιστών επιτρέπουν την πρόσβαση σε οποιαδήποτε βάση δεδομένων που είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο. Αυτό απαλλάσσει τους χρήστες του δικτύου από την ανάγκη διατήρησης μιας τεράστιας βιβλιοθήκης και καθιστά δυνατή τη σημαντική αύξηση της αποτελεσματικότητας της αναζήτησης των απαραίτητων πληροφοριών. Εάν ένα άτομο είναι χρήστης δικτύου υπολογιστών, τότε μπορεί να υποβάλει αίτημα στις κατάλληλες βάσεις δεδομένων, να λάβει ένα ηλεκτρονικό αντίγραφο του απαραίτητου βιβλίου, άρθρου, αρχειακού υλικού μέσω του δικτύου, να δει τι πίνακες και άλλα εκθέματα υπάρχουν σε αυτό το μουσείο, και τα λοιπά.

Έτσι, η δημιουργία ενός ενιαίου τηλεπικοινωνιακού δικτύου θα πρέπει να γίνει η κύρια κατεύθυνση του κράτους μας και να καθοδηγείται από τις ακόλουθες αρχές (οι αρχές λαμβάνονται από το Νόμο της Ουκρανίας «Περί Επικοινωνιών» της 20ης Φεβρουαρίου 2009):

1. πρόσβαση των καταναλωτών σε δημόσιες τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες, οι οποίες
   πρέπει να καλύπτουν τις δικές τους ανάγκες, να συμμετέχουν σε πολιτικά,
   οικονομική και κοινωνική ζωή·
2. αλληλεπίδραση και διασύνδεση των τηλεπικοινωνιακών δικτύων για την εξασφάλιση
   τη δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ των καταναλωτών όλων των δικτύων·
3. τη διασφάλιση της σταθερότητας των τηλεπικοινωνιακών δικτύων και τη διαχείριση αυτών των δικτύων με
   λαμβάνοντας υπόψη τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά τους βάσει ενιαίων προτύπων, κανόνων και κανόνων·
4. κρατική υποστήριξη για την ανάπτυξη της εγχώριας παραγωγής τεχνικών
   μέσα τηλεπικοινωνιών·

5. Ενθάρρυνση του ανταγωνισμού προς το συμφέρον των καταναλωτών τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών.

6. Αύξηση του όγκου των τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών, του καταλόγου τους και δημιουργία νέων θέσεων εργασίας.

7. Εισαγωγή παγκόσμιων επιτευγμάτων στον τομέα των τηλεπικοινωνιών, προσέλκυση, χρήση εγχώριων και ξένων υλικών και οικονομικών πόρων, σύγχρονων τεχνολογιών, διευθυντική εμπειρία.

8. Προώθηση της επέκτασης της διεθνούς συνεργασίας στον τομέα των τηλεπικοινωνιών και της ανάπτυξης ενός παγκόσμιου τηλεπικοινωνιακού δικτύου.

9. Παροχή στους καταναλωτές πρόσβασης σε πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία απόκτησης και την ποιότητα των τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών.

10. Αποτελεσματικότητα, διαφάνεια των ρυθμίσεων στον τομέα των τηλεπικοινωνιών.

11. δημιουργία ευνοϊκών συνθηκών για δραστηριότητες στον τομέα των τηλεπικοινωνιών, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες των τεχνολογιών και της αγοράς τηλεπικοινωνιών.

Διδακτικό υλικό για φοιτητές πλήρους φοίτησης

5. Ένα παράδειγμα μεμονωμένης εργασίας (περίληψη) - Κατεβάστε

7. Δημιουργήθηκε δείγμα ιστότοπου - Λήψη

8. Δείγμα ιστοσελίδας που δημιουργήθηκε - Λήψη

9. Εφαρμογή αντιστοίχισης χρωμάτων - "Χρώμα" - Λήψη

11. Κείμενο για αυτοδημιουργία ιστοσελίδας και ιστότοπου - Λήψη

12. Σχέδια για αυτοδημιουργία ιστοσελίδας και ιστότοπου - Λήψη

13. Ηλεκτρονικό βιβλίο: Τεχνολογία σχεδίασης περιλήψεων και τεστ - Λήψη

Εκπαιδευτικό υλικό για φοιτητές εξ αποστάσεως και μερικής φοίτησης

4. Ένα δείγμα τεστ για φοιτητές εξ αποστάσεως και μαθημάτων αλληλογραφίας στο μάθημα KST: Kontrol_rabota - Λήψη

Υπολογιστικά δίκτυα ή υπολογιστές

Βασικές έννοιες του κλάδου "Δίκτυα υπολογιστών και τηλεπικοινωνίες"

Σκοπός της διδασκαλίας των βασικών δικτύων υπολογιστών και τηλεπικοινωνιών είναι η παροχή γνώσης των θεωρητικών και πρακτικών θεμελίων στην οργάνωση και λειτουργία δικτύων υπολογιστών και τηλεπικοινωνιών, η ικανότητα εφαρμογής κατανεμημένων δεδομένων, εφαρμογών και πόρων δικτύου σε επαγγελματικές δραστηριότητες.

Επί του παρόντος, οι προσωπικοί υπολογιστές πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται σε λειτουργία εκτός σύνδεσης· συνήθως συνδυάζονται σε υπολογιστές ή δίκτυα υπολογιστών.

Δίκτυο υπολογιστών- ένα σύνολο υπολογιστών και τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού που παρέχει ανταλλαγή πληροφοριών για υπολογιστές στο δίκτυο. Ο κύριος σκοπός των δικτύων υπολογιστών είναι να παρέχουν πρόσβαση σε κατανεμημένους πόρους.

Τηλεπικοινωνίες(ελληνικά τηλε - μακριά, και λατ. επικοινωνία - επικοινωνία) είναι η μετάδοση και λήψη οποιασδήποτε πληροφορίας (ήχου, εικόνας, δεδομένων, κειμένου) σε απόσταση μέσω διαφόρων ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων (κανάλια καλωδιακών και οπτικών ινών, ραδιοφωνικά κανάλια και άλλα ενσύρματα και συνδέσεις ασύρματων καναλιών).

τηλεπικοινωνιακό δίκτυο- σύστημα τεχνικών μέσων μέσω των οποίων πραγματοποιούνται οι τηλεπικοινωνίες.

Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα περιλαμβάνουν:

1. Δίκτυα υπολογιστών (για μετάδοση δεδομένων).
2. Τηλεφωνικά δίκτυα (μετάδοση φωνητικών πληροφοριών).
3. Ραδιοφωνικά δίκτυα (μετάδοση φωνητικών πληροφοριών - υπηρεσίες εκπομπής).
4. Τηλεοπτικά δίκτυα (μετάδοση φωνής και εικόνας - υπηρεσίες εκπομπής).

Αντικείμενο του κλάδου είναι οι θεωρητικές και πρακτικές βάσεις στον τομέα των δικτύων υπολογιστών και των τηλεπικοινωνιών.

Το πρόγραμμα σπουδών του μαθήματος με όγκο 198 ακαδημαϊκών ωρών χωρίζεται σε δύο ουσιαστικές (εκπαιδευτικές) ενότητες των 2,0 και 3,5 μονάδων (ο όγκος μιας πιστωτικής μονάδας ECTS είναι 36 ακαδημαϊκές ώρες) και αποτελείται από σπουδές στην τάξη και ανεξάρτητη εργασία των φοιτητών.

Το καθήκον της πειθαρχίας Δίκτυα υπολογιστών και τηλεπικοινωνίες:

• σχηματισμός γνώσεων για θεωρητικές και πρακτικές βάσεις στη χρήση δικτύων υπολογιστών.
• διδάξτε πώς να συνδέσετε έναν υπολογιστή σε δίκτυα και να εργαστείτε σε αυτά.
• διδάσκουν πώς να χρησιμοποιούν υλικό, λογισμικό και πόρους πληροφοριών των δικτύων·
• μάθετε να εργάζεστε με προγράμματα εφαρμογών δικτύου.

Ως αποτέλεσμα της μελέτης του κλάδου, οι μαθητές θα πρέπει:
ΞΕΡΩ:

• τεχνολογίες και αρχές κατασκευής δικτύων υπολογιστών·
• αρχές λειτουργίας και αλληλεπίδρασης υλικού και λογισμικού της τεχνολογίας υπολογιστών·
• τρόποι ρύθμισης παραμέτρων του λειτουργικού συστήματος Microsoft Windows ώστε να λειτουργεί σε δίκτυα.
• προγράμματα εφαρμογών δικτύου·
• Προγράμματα εφαρμογών για τη δημιουργία ιστοσελίδων και ιστοσελίδων.
• Ουκρανικά και διεθνή εργαλεία αναζήτησης στο Διαδίκτυο.
• κύριες επιχειρηματικές ευκαιρίες στο Διαδίκτυο.

ΕΧΩ ΤΗΝ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΝΑ:

• χρήση συστημάτων υπολογιστών σε επαγγελματικές δραστηριότητες·
• να συνδέσετε υπολογιστές σε δίκτυα και να εργαστείτε σε αυτά.
• Εργασία με προγράμματα εφαρμογών δικτύου.
• δημιουργία και σχεδίαση ιστοσελίδων και ιστοσελίδων.

ΝΑ ΕΙΣΑΙ ΣΕ ΕΠΙΦΥΛΑΞΗ ΓΙΑ:

• με τις κύριες τάσεις στην ανάπτυξη μεθόδων και τεχνολογιών δικτύων υπολογιστών·
• με μηχανισμούς μετάδοσης δεδομένων μέσω καναλιών επικοινωνίας·
• με πιθανούς πόρους LAN.
• με υπηρεσία Internet.

Μεταχειρισμένα βιβλία:

1. Comp "yuternі merezhi and telecommunіkatsії : navch. posіbnik / V. A. Tkachenko, O. V. Kasіlov, V. A. Ryabik. - Kharkiv: NTU "KhPI", 2011. - 224 p.
2. Broido V.L. Υπολογιστικά συστήματα, δίκτυα και τηλεπικοινωνίες: Εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια. 2η έκδ. - Αγία Πετρούπολη: Peter, 2006 - 703 p.
3. Δίκτυα υπολογιστών. Αρχές, τεχνολογίες, πρωτόκολλα: Ένα εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια. 4η έκδ. / V.G. Olifer, N.A. Olifer - Αγία Πετρούπολη. Πέτρος, 2010. - 944 σελ.
4. Moore M. et al., Telecommunications. Οδηγός για αρχάριους. / Συγγραφείς: Moore M., Pritsk T., Riggs K., Saufvik P. - St. Petersburg: BHV - Petersburg, 2005. - 624 p.
5. Denisova A., Vikharev I., Belov A., Naumov G. Διαδίκτυο. Φροντιστήριο. 2η έκδ. - Αγία Πετρούπολη. Πέτρος. 2004.– 368 σελ.
6. Hester N. Frontpage 2002 για Windows: Per. Από τα Αγγλικά. - M.: DMK Press, 2002. - 448s.

Δίκτυα υπολογιστών και τηλεπικοινωνίες

Σύστημα ονομάτων τομέα DNS

Η αντιστοιχία μεταξύ ονομάτων τομέα και διευθύνσεων IP μπορεί να καθοριστεί είτε μέσω του τοπικού κεντρικού υπολογιστή είτε μέσω μιας κεντρικής υπηρεσίας. Στις πρώτες μέρες του Διαδικτύου, ένα αρχείο κειμένου με τα γνωστά ονόματα hosts δημιουργήθηκε με μη αυτόματο τρόπο σε κάθε κεντρικό υπολογιστή. Αυτό το αρχείο αποτελούνταν από έναν αριθμό γραμμών, καθεμία από τις οποίες περιείχε μία διεύθυνση IP - ζεύγος ονόματος τομέα, όπως 102.54.94.97 - rhino.acme.com.

Καθώς το Διαδίκτυο μεγάλωνε, τα αρχεία κεντρικών υπολογιστών μεγάλωσαν επίσης και η δημιουργία μιας επεκτάσιμης λύσης επίλυσης ονόματος έγινε αναγκαιότητα.

Αυτή η λύση ήταν μια ειδική υπηρεσία - το σύστημα ονομάτων τομέα (Domain Name System, DNS). Το DNS είναι μια κεντρική υπηρεσία που βασίζεται σε μια κατανεμημένη βάση δεδομένων ονομάτων τομέα - αντιστοιχίσεις διευθύνσεων IP. Η υπηρεσία DNS χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο πελάτη-διακομιστή στην εργασία της. Ορίζει διακομιστές DNS και πελάτες DNS. Οι διακομιστές DNS διατηρούν μια κατανεμημένη βάση δεδομένων αντιστοιχίσεων και οι πελάτες DNS επικοινωνούν με διακομιστές με αιτήματα για την επίλυση ενός ονόματος τομέα σε μια διεύθυνση IP.

Η υπηρεσία DNS χρησιμοποιεί αρχεία κειμένου που έχουν σχεδόν την ίδια μορφή με το αρχείο κεντρικών υπολογιστών και αυτά τα αρχεία προετοιμάζονται επίσης με μη αυτόματο τρόπο από τον διαχειριστή. Ωστόσο, η υπηρεσία DNS βασίζεται σε μια ιεραρχία τομέων και κάθε διακομιστής υπηρεσίας DNS αποθηκεύει μόνο ένα υποσύνολο των ονομάτων δικτύου, όχι όλα τα ονόματα, όπως συμβαίνει με τα αρχεία κεντρικών υπολογιστών. Με την αύξηση του αριθμού των κόμβων στο δίκτυο, το πρόβλημα της κλιμάκωσης λύνεται με τη δημιουργία νέων τομέων και υποτομέων ονομάτων και την προσθήκη νέων διακομιστών στην υπηρεσία DNS.

Κάθε domain name έχει τον δικό του διακομιστή DNS. Αυτός ο διακομιστής μπορεί να αποθηκεύσει αντιστοιχίσεις "όνομα τομέα - διεύθυνση IP" για ολόκληρο τον τομέα, συμπεριλαμβανομένων όλων των υποτομέων του. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, η λύση αποδεικνύεται ανεπαρκώς επεκτάσιμη, καθώς όταν προστίθενται νέοι υποτομείς, το φόρτο σε αυτόν τον διακομιστή μπορεί να υπερβαίνει τις δυνατότητές του. Τις περισσότερες φορές, ένας διακομιστής τομέα αποθηκεύει μόνο ονόματα που τελειώνουν στο επόμενο χαμηλότερο επίπεδο της ιεραρχίας από το όνομα τομέα. (Παρόμοια με έναν κατάλογο συστήματος αρχείων, ο οποίος περιέχει εγγραφές σχετικά με τα αρχεία και τους υποκαταλόγους που "περιλαμβάνονται" απευθείας σε αυτόν.) Είναι με αυτήν την οργάνωση της υπηρεσίας DNS που το φορτίο ανάλυσης ονόματος κατανέμεται λίγο πολύ ομοιόμορφα μεταξύ όλων των διακομιστών DNS σε το δίκτυο. Για παράδειγμα, στην πρώτη περίπτωση, ο διακομιστής DNS του τομέα mmt.ru θα αποθηκεύσει αντιστοιχίσεις για όλα τα ονόματα που τελειώνουν σε mmt.ru: wwwl.zil.mmt.ru, ftp.zil.mmt.ru, mail.mmt.ru , κ.λπ. Στη δεύτερη περίπτωση, αυτός ο διακομιστής αποθηκεύει μόνο αντιστοιχίσεις ονομάτων όπως mail.mmt.ru, www.mmt.ru, και όλες οι άλλες αντιστοιχίσεις πρέπει να αποθηκεύονται στον διακομιστή DNS του υποτομέα zil.

Κάθε διακομιστής DNS, εκτός από τον πίνακα αντιστοίχισης ονομάτων, περιέχει συνδέσμους προς τους διακομιστές DNS των υποτομέων του. Αυτοί οι σύνδεσμοι συνδέουν μεμονωμένους διακομιστές DNS σε μια ενιαία υπηρεσία DNS. Οι σύνδεσμοι είναι οι διευθύνσεις IP των αντίστοιχων διακομιστών. Για την εξυπηρέτηση του ριζικού τομέα, εκχωρούνται αρκετοί διακομιστές DNS που αντιγράφουν ο ένας στον άλλο, οι διευθύνσεις IP των οποίων είναι ευρέως γνωστές (μπορούν να βρεθούν, για παράδειγμα, στο InterNIC).

Η διαδικασία για την επίλυση ενός ονόματος DNS είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με τη διαδικασία για το σύστημα αρχείων να αναζητά τη διεύθυνση ενός αρχείου με το συμβολικό του όνομα. Πράγματι, και στις δύο περιπτώσεις, το σύνθετο όνομα αντικατοπτρίζει την ιεραρχική δομή της οργάνωσης των αντίστοιχων καταλόγων - καταλόγων αρχείων ή πίνακες DNS. Εδώ, ο τομέας και ο διακομιστής DNS τομέα είναι ανάλογοι με έναν κατάλογο συστήματος αρχείων. Τα ονόματα τομέα, όπως και τα συμβολικά ονόματα αρχείων, ονομάζονται ανεξάρτητα από τη φυσική τοποθεσία.

Η διαδικασία αναζήτησης μιας διεύθυνσης αρχείου με συμβολικό όνομα συνίσταται στη διαδοχική περιήγηση σε καταλόγους, ξεκινώντας από τη ρίζα. Αυτό ελέγχει εκ των προτέρων τη μνήμη cache και τον τρέχοντα κατάλογο. Για να προσδιορίσετε μια διεύθυνση IP από ένα όνομα τομέα, είναι επίσης απαραίτητο να εξετάσετε όλους τους διακομιστές DNS που εξυπηρετούν την αλυσίδα υποτομέων που περιλαμβάνονται στο όνομα κεντρικού υπολογιστή, ξεκινώντας από τον ριζικό τομέα. Η ουσιαστική διαφορά είναι ότι το σύστημα αρχείων βρίσκεται σε έναν υπολογιστή και η υπηρεσία DNS διανέμεται από τη φύση της.

Υπάρχουν δύο κύρια σχήματα ανάλυσης ονομάτων DNS. Στην πρώτη επιλογή, ο πελάτης DNS συντονίζει την εργασία για την εύρεση της διεύθυνσης IP:

Ο πελάτης DNS έρχεται σε επαφή με τον κεντρικό διακομιστή DNS με το FQDN.

Ο διακομιστής DNS αποκρίνεται με τη διεύθυνση του επόμενου διακομιστή DNS που εξυπηρετεί τον τομέα ανώτατου επιπέδου που δίνεται στο επάνω μέρος του ζητούμενου ονόματος.

Ο πελάτης DNS κάνει ένα αίτημα στον επόμενο διακομιστή DNS, ο οποίος το προωθεί στον διακομιστή DNS του επιθυμητού υποτομέα και ούτω καθεξής, μέχρι να βρεθεί ένας διακομιστής DNS που αποθηκεύει την αντιστοίχιση του ζητούμενου ονόματος στη διεύθυνση IP. Αυτός ο διακομιστής δίνει την τελική απάντηση στον πελάτη. Ένα τέτοιο σχήμα αλληλεπίδρασης ονομάζεται μη αναδρομικό ή επαναληπτικό, όταν ο ίδιος ο πελάτης εκτελεί επαναληπτικά μια ακολουθία ερωτημάτων σε διαφορετικούς διακομιστές ονομάτων. Δεδομένου ότι αυτό το σχήμα φορτώνει τον πελάτη με μάλλον περίπλοκη εργασία, χρησιμοποιείται σπάνια. Στη δεύτερη επιλογή, εφαρμόζεται μια αναδρομική διαδικασία:

Ο πελάτης DNS υποβάλλει ερωτήματα στον τοπικό διακομιστή DNS, δηλαδή στον διακομιστή που εξυπηρετεί τον υποτομέα στον οποίο ανήκει το όνομα πελάτη.

Εάν ο τοπικός διακομιστής DNS γνωρίζει την απάντηση, τότε την επιστρέφει αμέσως στον πελάτη. Αυτό μπορεί να αντιστοιχεί στην περίπτωση όπου το ζητούμενο όνομα βρίσκεται στον ίδιο υποτομέα με το όνομα του πελάτη και μπορεί επίσης να αντιστοιχεί στην περίπτωση όπου ο διακομιστής γνώριζε ήδη αυτήν την αντιστοίχιση για έναν άλλο πελάτη και την είχε αποθηκεύσει στην κρυφή μνήμη του.

Εάν ο τοπικός διακομιστής δεν γνωρίζει την απάντηση, τότε κάνει επαναληπτικές αιτήσεις στον κεντρικό διακομιστή κ.λπ., με τον ίδιο τρόπο που έκανε ο πελάτης στην πρώτη επιλογή. έχοντας λάβει μια απάντηση, τη μεταβιβάζει στον πελάτη, ο οποίος όλο αυτό το διάστημα απλώς την περίμενε από τον τοπικό διακομιστή DNS του.

Σε αυτό το σχήμα, ο πελάτης αναθέτει εργασία στον διακομιστή του, επομένως το σχήμα ονομάζεται έμμεσο ή αναδρομικό. Σχεδόν όλοι οι πελάτες DNS χρησιμοποιούν την αναδρομική διαδικασία.

Στοίβα πρωτοκόλλου TCP/IP.

Η στοίβα TCP/IP, που ονομάζεται επίσης στοίβα DoD και στοίβα Διαδικτύου, είναι μια από τις πιο δημοφιλείς και πολλά υποσχόμενες στοίβες πρωτοκόλλων επικοινωνίας. Εάν προς το παρόν διανέμεται κυρίως σε δίκτυα UNIX, τότε η υλοποίησή του στις τελευταίες εκδόσεις λειτουργικών συστημάτων δικτύου για προσωπικούς υπολογιστές (Windows NT, NetWare) αποτελεί καλή προϋπόθεση για την ταχεία αύξηση του αριθμού των εγκαταστάσεων της στοίβας TCP/IP .

Η στοίβα αναπτύχθηκε με πρωτοβουλία του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ (Department of Defense, DoD) πριν από περισσότερα από 20 χρόνια για τη σύνδεση του πειραματικού δικτύου ARPAnet με άλλα δορυφορικά δίκτυα ως ένα σύνολο κοινών πρωτοκόλλων για ένα ετερογενές υπολογιστικό περιβάλλον. Το δίκτυο ARPA υποστήριξε προγραμματιστές και ερευνητές στους στρατιωτικούς τομείς. Στο δίκτυο ARPA, η επικοινωνία μεταξύ δύο υπολογιστών πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το Πρωτόκολλο Διαδικτύου (IP), το οποίο μέχρι σήμερα είναι ένα από τα κύρια στη στοίβα TCP / IP και εμφανίζεται στο όνομα της στοίβας.

Το Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϋ συνέβαλε σημαντικά στην ανάπτυξη της στοίβας TCP/IP με την εφαρμογή των πρωτοκόλλων στοίβας στην έκδοση του λειτουργικού συστήματος UNIX. Η ευρεία υιοθέτηση του λειτουργικού συστήματος UNIX οδήγησε στην ευρεία υιοθέτηση του πρωτοκόλλου IP και άλλων πρωτοκόλλων στοίβας. Αυτή η στοίβα χρησιμοποιείται επίσης από το Διαδίκτυο, του οποίου η Task Force Μηχανικής Διαδικτύου (IETF) είναι ο κύριος συντελεστής στην ανάπτυξη των προτύπων της στοίβας, που δημοσιεύονται με τη μορφή προδιαγραφών RFC.

Δεδομένου ότι η στοίβα TCP/IP αναπτύχθηκε πριν από την έλευση του μοντέλου διασυνεργασίας ανοιχτών συστημάτων ISO/OSI, αν και έχει επίσης μια πολυεπίπεδη δομή, η αντιστοιχία μεταξύ των επιπέδων της στοίβας TCP/IP και των επιπέδων του μοντέλου OSI είναι μάλλον αυθαίρετη. .

Το χαμηλότερο (επίπεδο IV) - το επίπεδο των διεπαφών πύλης - αντιστοιχεί στα φυσικά επίπεδα και τα επίπεδα ζεύξης δεδομένων του μοντέλου OSI. Αυτό το επίπεδο δεν ρυθμίζεται σε πρωτόκολλα TCP/IP, αλλά υποστηρίζει όλα τα δημοφιλή πρότυπα επιπέδου φυσικών συνδέσμων και δεδομένων: για τοπικά κανάλια, αυτά είναι το Ethernet, το Token Ring, το FDDI, οι συνδέσεις σημείου προς σημείο μέσω σειριακών συνδέσεων WAN και το X. 25 και πρωτόκολλα δικτύου περιοχής ISDN. Έχει επίσης αναπτυχθεί μια ειδική προδιαγραφή που ορίζει τη χρήση της τεχνολογίας ATM ως μεταφοράς επιπέδου σύνδεσης.

Το επόμενο επίπεδο (επίπεδο III) είναι το επίπεδο εργασίας διαδικτύου, το οποίο ασχολείται με τη μετάδοση datagrams χρησιμοποιώντας διάφορα τοπικά δίκτυα, εδαφικά δίκτυα X.25, ad hoc συνδέσμους κ.λπ. Ως το κύριο πρωτόκολλο επιπέδου δικτύου (από την άποψη του μοντέλου OSI ) στη στοίβα χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο IP, το οποίο σχεδιάστηκε αρχικά ως πρωτόκολλο για τη μετάδοση πακέτων σε σύνθετα δίκτυα, που αποτελούνται από μεγάλο αριθμό τοπικών δικτύων, ενωμένα με τοπικούς και παγκόσμιους συνδέσμους. Επομένως, το πρωτόκολλο IP λειτουργεί καλά σε δίκτυα με πολύπλοκη τοπολογία, χρησιμοποιώντας ορθολογικά την παρουσία υποσυστημάτων σε αυτά και καταναλώνοντας οικονομικά το εύρος ζώνης των γραμμών επικοινωνίας χαμηλής ταχύτητας. Το πρωτόκολλο IP είναι ένα πρωτόκολλο datagram.

Το επίπεδο εργασίας διαδικτύου περιλαμβάνει επίσης όλα τα πρωτόκολλα που σχετίζονται με τη σύνταξη και την τροποποίηση πινάκων δρομολόγησης, όπως τα πρωτόκολλα συλλογής πληροφοριών δρομολόγησης RIP (Δρομολόγηση Πρωτοκόλλου Διαδικτύου) και OSPF (Πρώτα ανοιχτή συντομότερη διαδρομή), καθώς και το Πρωτόκολλο Μηνυμάτων Ελέγχου Διαδικτύου (ICMP). ). Το τελευταίο πρωτόκολλο έχει σχεδιαστεί για να ανταλλάσσει πληροφορίες σχετικά με σφάλματα μεταξύ του δρομολογητή και της πύλης, του συστήματος πηγής και του συστήματος δέκτη, δηλαδή για την οργάνωση ανατροφοδότησης. Με τη βοήθεια ειδικών πακέτων ICMP, αναφέρεται η αδυναμία παράδοσης ενός πακέτου, η υπέρβαση της διάρκειας ζωής ή η διάρκεια της συναρμολόγησης του πακέτου από θραύσματα, για μη κανονικές τιμές παραμέτρων, για αλλαγή της διαδρομής προώθησης και του τύπου υπηρεσίας, για την κατάσταση του συστήματος κ.λπ.

Το επόμενο επίπεδο (επίπεδο II) ονομάζεται κύριο επίπεδο. Το Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης (TCP) και το Πρωτόκολλο Δεδομένων Χρήστη (UDP) λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο. Το πρωτόκολλο TCP παρέχει μια σταθερή εικονική σύνδεση μεταξύ απομακρυσμένων διαδικασιών εφαρμογής. Το πρωτόκολλο UDP παρέχει τη μεταφορά πακέτων εφαρμογών χρησιμοποιώντας τη μέθοδο datagram, δηλαδή χωρίς δημιουργία εικονικής σύνδεσης, και επομένως απαιτεί μικρότερη επιβάρυνση από το TCP.

Το ανώτερο επίπεδο (επίπεδο I) ονομάζεται επίπεδο εφαρμογής. Με τα χρόνια χρήσης στα δίκτυα διαφόρων χωρών και οργανισμών, η στοίβα TCP/IP έχει συγκεντρώσει μεγάλο αριθμό πρωτοκόλλων και υπηρεσιών σε επίπεδο εφαρμογής. Αυτά περιλαμβάνουν ευρέως χρησιμοποιούμενα πρωτόκολλα όπως το πρωτόκολλο αντιγραφής αρχείου FTP, το πρωτόκολλο εξομοίωσης τερματικού telnet, το πρωτόκολλο αλληλογραφίας SMTP που χρησιμοποιείται στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο Διαδικτύου και το ρωσικό υποκατάστημά του RELCOM, υπηρεσίες υπερκειμένου για πρόσβαση σε απομακρυσμένες πληροφορίες, όπως το WWW και πολλά άλλα. Ας σταθούμε αναλυτικότερα σε μερικά από αυτά, τα οποία σχετίζονται περισσότερο με το αντικείμενο αυτού του μαθήματος.

Το SNMP (Simple Network Management Protocol) χρησιμοποιείται για την οργάνωση της διαχείρισης δικτύου. Το πρόβλημα ελέγχου χωρίζεται εδώ σε δύο εργασίες. Η πρώτη εργασία σχετίζεται με τη μεταφορά πληροφοριών. Τα πρωτόκολλα μεταφοράς πληροφοριών ελέγχου ορίζουν τη διαδικασία για την αλληλεπίδραση μεταξύ του διακομιστή και του προγράμματος-πελάτη που εκτελείται στον κεντρικό υπολογιστή του διαχειριστή. Καθορίζουν τις μορφές μηνυμάτων που ανταλλάσσονται μεταξύ πελατών και διακομιστών, καθώς και τις μορφές για ονόματα και διευθύνσεις. Η δεύτερη εργασία σχετίζεται με ελεγχόμενα δεδομένα. Τα πρότυπα διέπουν ποια δεδομένα πρέπει να αποθηκεύονται και να συσσωρεύονται στις πύλες, τα ονόματα αυτών των δεδομένων και τη σύνταξη αυτών των ονομάτων. Το πρότυπο SNMP καθορίζει τις προδιαγραφές της βάσης δεδομένων πληροφοριών διαχείρισης δικτύου. Αυτή η προδιαγραφή, γνωστή ως Βάση πληροφοριών διαχείρισης (MIB), ορίζει τα στοιχεία δεδομένων που πρέπει να αποθηκεύσει ένας κεντρικός υπολογιστής ή πύλη και τις επιτρεπόμενες λειτουργίες σε αυτά.

Το πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων (FTP) παρέχει απομακρυσμένη πρόσβαση σε ένα αρχείο. Προκειμένου να διασφαλιστεί αξιόπιστη μετάδοση, το FTP χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο προσανατολισμένο στη σύνδεση - TCP - ως μεταφορά. Εκτός από το πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων, το FTP προσφέρει και άλλες υπηρεσίες. Έτσι δίνεται η ευκαιρία στον χρήστη να αλληλεπιδράσει με ένα απομακρυσμένο μηχάνημα, για παράδειγμα, μπορεί να εκτυπώσει τα περιεχόμενα των καταλόγων του, το FTP επιτρέπει στον χρήστη να καθορίσει τον τύπο και τη μορφή των αποθηκευμένων δεδομένων. Τέλος, το FTP εκτελεί έλεγχο ταυτότητας χρήστη. Οι χρήστες υποχρεούνται βάσει του πρωτοκόλλου να δώσουν το όνομα χρήστη και τον κωδικό πρόσβασής τους πριν αποκτήσουν πρόσβαση στο αρχείο.

Εντός της στοίβας TCP/IP, το FTP προσφέρει τις πιο εκτεταμένες υπηρεσίες αρχείων, αλλά είναι επίσης και η πιο περίπλοκη στον προγραμματισμό. Οι εφαρμογές που δεν χρειάζονται όλες τις δυνατότητες του FTP μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα άλλο, πιο οικονομικό πρωτόκολλο - το απλούστερο πρωτόκολλο μεταφοράς αρχείων TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Αυτό το πρωτόκολλο υλοποιεί μόνο μεταφορά αρχείων και το πρωτόκολλο χωρίς σύνδεση, UDP, το οποίο είναι απλούστερο από το TCP, χρησιμοποιείται ως μεταφορά.

Το πρωτόκολλο telnet παρέχει μια ροή byte μεταξύ διεργασιών και μεταξύ μιας διεργασίας και ενός τερματικού. Τις περισσότερες φορές, αυτό το πρωτόκολλο χρησιμοποιείται για την εξομοίωση του τερματικού ενός απομακρυσμένου υπολογιστή.

Πρωτόκολλο BGP

Το γενικό σχήμα του τρόπου λειτουργίας του BGP έχει ως εξής. Οι δρομολογητές BGP γειτονικών AS που έχουν αποφασίσει να ανταλλάξουν πληροφορίες δρομολόγησης δημιουργούν συνδέσεις BGP μεταξύ τους και γίνονται BGP γείτονες (BGP peers).

Επιπλέον, το BGP χρησιμοποιεί μια προσέγγιση που ονομάζεται διάνυσμα διαδρομής, η οποία είναι μια εξέλιξη της προσέγγισης διανυσμάτων απόστασης. Οι γείτονες BGP στέλνουν (αναγγέλλουν, διαφημίζουν) μεταξύ τους διανύσματα διαδρομής. Το διάνυσμα διαδρομής, σε αντίθεση με το διάνυσμα απόστασης, περιέχει όχι μόνο τη διεύθυνση δικτύου και την απόσταση από αυτό, αλλά τη διεύθυνση δικτύου και μια λίστα χαρακτηριστικών διαδρομής που περιγράφουν διάφορα χαρακτηριστικά της διαδρομής από τον δρομολογητή πηγής προς το καθορισμένο δίκτυο. Στη συνέχεια, για συντομία, θα ονομάσουμε το σύνολο δεδομένων που αποτελείται από τα χαρακτηριστικά διεύθυνσης δικτύου και διαδρομής σε αυτό το δίκτυο διαδρομή προς αυτό το δίκτυο.

Εφαρμογή BGP

Ένα ζεύγος γειτόνων BGP δημιουργεί μια σύνδεση TCP μεταξύ τους, θύρα 179. Οι γείτονες που ανήκουν σε διαφορετικά AS πρέπει να είναι άμεσα προσβάσιμοι μεταξύ τους. για γείτονες από το ίδιο AS, δεν υπάρχει τέτοιος περιορισμός, καθώς το εσωτερικό πρωτόκολλο δρομολόγησης θα εξασφαλίσει τη διαθεσιμότητα όλων των απαραίτητων διαδρομών μεταξύ κόμβων του ίδιου αυτόνομου συστήματος.

Η ροή πληροφοριών που ανταλλάσσεται μεταξύ γειτόνων BGP μέσω TCP αποτελείται από μια ακολουθία μηνυμάτων BGP. Το μέγιστο μήκος μηνύματος είναι 4096 οκτάδες, το ελάχιστο είναι 19. Υπάρχουν 4 τύποι μηνυμάτων.

Τύποι μηνυμάτων BGP

• OPEN - αποστέλλεται αφού δημιουργηθεί μια σύνδεση TCP. Η απάντηση στο OPEN είναι ένα μήνυμα KEEPALIVE εάν το άλλο μέρος συμφωνήσει να γίνει γείτονας BGP. Διαφορετικά, αποστέλλεται ένα μήνυμα ΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗΣ με έναν κωδικό που εξηγεί τον λόγο της αποτυχίας και η σύνδεση τερματίζεται.
• KEEPALIVE - το μήνυμα προορίζεται για την επιβεβαίωση της συγκατάθεσης για τη δημιουργία σχέσεων γειτονίας, καθώς και για την παρακολούθηση της δραστηριότητας μιας ανοιχτής σύνδεσης: για αυτό, οι γείτονες BGP ανταλλάσσουν μηνύματα KEEPALIVE σε ορισμένα χρονικά διαστήματα.
• ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ - το μήνυμα προορίζεται για την ανακοίνωση και την ανάκληση δρομολογίων. Μόλις δημιουργηθεί μια σύνδεση, τα μηνύματα ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ στέλνουν όλες τις διαδρομές που θέλει να διαφημίσει ο δρομολογητής στον γείτονα (πλήρης ενημέρωση), μετά την οποία αποστέλλονται μόνο δεδομένα σχετικά με τις προστιθέμενες ή τις καταργημένες διαδρομές καθώς γίνονται διαθέσιμες (μερική ενημέρωση).
• ΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ - ένα μήνυμα αυτού του τύπου χρησιμοποιείται για να ενημερώσει τον γείτονα για τον λόγο κλεισίματος της σύνδεσης. Μετά την αποστολή αυτού του μηνύματος, η σύνδεση BGP κλείνει.

Μορφή μηνύματος BGP

Ένα μήνυμα BGP αποτελείται από μια κεφαλίδα και ένα σώμα. Η κεφαλίδα έχει μήκος 19 οκτάδες και αποτελείται από τα ακόλουθα πεδία:

δείκτης: στο μήνυμα OPEN πάντα, και όταν εργάζεστε χωρίς έλεγχο ταυτότητας - σε άλλα μηνύματα, γεμάτα με αυτά. Διαφορετικά, περιέχει πληροφορίες ελέγχου ταυτότητας. Μια σχετική λειτουργία του δείκτη είναι να αυξάνει την αξιοπιστία της επισήμανσης του ορίου του μηνύματος στη ροή δεδομένων.

Το μήκος του μηνύματος σε οκτάδες, συμπεριλαμβανομένης της κεφαλίδας.

Πρωτόκολλο IGRP

Το πρωτόκολλο δρομολόγησης εσωτερικής πύλης (IGRP) είναι ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης που αναπτύχθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1980. από την Cisco Systems, Inc. Ο κύριος στόχος ήταν η παροχή ενός ισχυρού πρωτοκόλλου για τη δρομολόγηση εντός ενός Αυτόνομου Συστήματος (AS) που έχει αυθαίρετα πολύπλοκη τοπολογία και περιλαμβάνει μέσα με ποικίλο εύρος ζώνης και χαρακτηριστικά καθυστέρησης.

Το IGRP είναι ένα πρωτόκολλο εσωτερικού δρομολογητή (IGP) με διάνυσμα απόστασης. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης διανυσματικών αποστάσεων απαιτούν από κάθε δρομολογητή να στέλνει ολόκληρο ή μέρος του πίνακα δρομολόγησης σε μηνύματα ενημέρωσης διαδρομής σε όλους τους γειτονικούς δρομολογητές σε τακτά χρονικά διαστήματα. Καθώς οι πληροφορίες δρομολόγησης διαδίδονται μέσω του δικτύου, οι δρομολογητές μπορούν να υπολογίσουν τις αποστάσεις σε όλους τους κόμβους στο διαδίκτυο.

Το IGRP χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό (διάνυσμα) δεικτών. Η καθυστέρηση εργασίας στο Διαδίκτυο, το εύρος ζώνης, η αξιοπιστία και το φόρτο λαμβάνονται υπόψη στην απόφαση δρομολόγησης. Οι διαχειριστές δικτύου μπορούν να ορίσουν παράγοντες στάθμισης για καθεμία από αυτές τις μετρήσεις. Το IGRP παρέχει ένα ευρύ φάσμα τιμών για τους δείκτες του.

Για να παρέχει πρόσθετη ευελιξία, το IGRP επιτρέπει τη δρομολόγηση πολλαπλών διαδρομών. Οι διπλές γραμμές με το ίδιο εύρος ζώνης μπορούν να περάσουν μια μεμονωμένη ροή κυκλοφορίας με κυκλικό τρόπο με αυτόματη εναλλαγή στη δεύτερη γραμμή, εάν η πρώτη γραμμή αποτύχει.

Μορφή πακέτου

Το πρώτο πεδίο του πακέτου IGRP περιέχει τον αριθμό έκδοσης.

Πεδίο λειτουργικού κωδικού (opcode). Αυτό το πεδίο υποδεικνύει τον τύπο του πακέτου. Ο κωδικός 1 υποδηλώνει ένα πακέτο ενημέρωσης (περιέχει μια κεφαλίδα που ακολουθείται αμέσως από εγγραφές δεδομένων πίνακα δρομολόγησης). ίσο με αίτημα 2 πακέτων (χρησιμοποιείται από την πηγή για την αναζήτηση του πίνακα δρομολόγησης από άλλο δρομολογητή.

Πεδίο έκδοσης. Αυτή η τιμή αριθμού έκδοσης χρησιμοποιείται για να επιτρέπει στους δρομολογητές να αποφεύγουν την επεξεργασία ενημερώσεων που περιέχουν πληροφορίες που έχουν ήδη δει.

Τα επόμενα τρία πεδία υποδεικνύουν τον αριθμό των υποδικτύων, τον αριθμό των κύριων δικτύων και τον αριθμό των εξωτερικών δικτύων στο πακέτο ενημέρωσης.

Πεδίο αθροίσματος ελέγχου. Ο υπολογισμός του αθροίσματος ελέγχου επιτρέπει στο δρομολογητή λήψης να επαληθεύσει την εγκυρότητα του εισερχόμενου πακέτου.

Χαρακτηριστικά σταθερότητας

Το IGRP έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά σχεδιασμένα να βελτιώνουν τη σταθερότητά του. Αυτά περιλαμβάνουν:

Οι προσωρινές αλλαγές αναμονής χρησιμοποιούνται για να αποτρέψουν τα τακτικά μηνύματα διόρθωσης από το να ανακτήσουν παράνομα μια διαδρομή που μπορεί να έχει καταστραφεί. Η περίοδος διατήρησης της αλλαγής υπολογίζεται συνήθως ότι είναι μεγαλύτερη από τον χρόνο που απαιτείται για να προσαρμοστεί ολόκληρο το δίκτυο σε οποιαδήποτε αλλαγή δρομολόγησης.

Split Horizons Η έννοια των διαχωρισμένων οριζόντων πηγάζει από το γεγονός ότι δεν είναι ποτέ χρήσιμο να στέλνουμε πληροφορίες σχετικά με μια διαδρομή πίσω στην κατεύθυνση από την οποία προήλθε. Ο κανόνας split-horizon βοηθά στην αποφυγή βρόχων διαδρομής.

Οι ρυθμίσεις ακύρωσης διαδρομής έχουν σχεδιαστεί για να αντιμετωπίζουν μεγαλύτερους βρόχους διαδρομής. Μια αύξηση στις μετρήσεις δρομολόγησης συνήθως υποδηλώνει την εμφάνιση βρόχων δρομολόγησης. Σε αυτήν την περίπτωση, αποστέλλονται ενημερώσεις ακύρωσης για να αφαιρέσετε τη διαδρομή και να την θέσετε σε αναμονή.

Το IGRP παρέχει έναν αριθμό χρονομέτρων και μεταβλητών που περιέχουν χρονικά διαστήματα. Αυτό περιλαμβάνει

• χρονοδιακόπτης ενημέρωσης (καθορίζει πόσο συχνά θα πρέπει να αποστέλλονται μηνύματα ενημέρωσης διαδρομής),
• νεκρός χρονοδιακόπτης διαδρομής, καθορίζει πόσο χρόνο θα πρέπει να περιμένει ο δρομολογητής ελλείψει μηνυμάτων σχετικά με τη διόρθωση μιας συγκεκριμένης διαδρομής πριν δηλώσει αυτή τη διαδρομή ως νεκρή
• αλλαγή χρονικής περιόδου διακράτησης
• χρονοδιακόπτης διακοπής λειτουργίας. καθορίζει πόσος χρόνος πρέπει να περάσει για να εξαιρεθεί οποιοσδήποτε δρομολογητής από τον πίνακα δρομολόγησης.

Τα πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου υλοποιούνται, κατά κανόνα, με τη μορφή λειτουργικών μονάδων λογισμικού και εκτελούνται σε τελικούς κόμβους υπολογιστών, που ονομάζονται hosts, καθώς και σε ενδιάμεσους κόμβους - δρομολογητές, που ονομάζονται πύλες. Οι λειτουργίες των δρομολογητών μπορούν να εκτελεστούν τόσο από εξειδικευμένες συσκευές όσο και από καθολικές

Η έννοια της εργασίας στο Διαδίκτυο

Η κύρια ιδέα πίσω από την εισαγωγή του επιπέδου δικτύου είναι η εξής. Ένα δίκτυο θεωρείται γενικά ως μια συλλογή πολλών δικτύων και ονομάζεται σύνθετο δίκτυο ή Διαδίκτυο. (Διαδίκτυο ή Διαδίκτυο). Τα δίκτυα που συνθέτουν ένα σύνθετο δίκτυο ονομάζονται υποδίκτυα. (υποδίκτυο), που αποτελούν δίκτυα ή απλώς δίκτυα (Εικ. 5.1). Τα υποδίκτυα διασυνδέονται με δρομολογητές. Τα στοιχεία ενός σύνθετου δικτύου μπορεί να είναι τόσο τοπικά όσο και παγκόσμια δίκτυα. Η εσωτερική δομή κάθε δικτύου δεν φαίνεται στο σχήμα, καθώς δεν έχει σημασία όταν εξετάζουμε το πρωτόκολλο δικτύου. Όλοι οι κόμβοι μέσα στο ίδιο υποδίκτυο επικοινωνούν χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνολογία για αυτούς. Έτσι, το σύνθετο δίκτυο που φαίνεται στο σχήμα περιλαμβάνει πολλά δίκτυα διαφορετικών τεχνολογιών: τοπικά δίκτυα Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI και WAN frame relay, X.25, ISDN.Κάθε μία από αυτές τις τεχνολογίες είναι επαρκής για να οργανώσει την αλληλεπίδραση όλων των κόμβων στο υποδίκτυό της, αλλά δεν είναι σε θέση να δημιουργήσει μια σύνδεση πληροφοριών μεταξύ αυθαίρετα επιλεγμένων κόμβων που ανήκουν σε διαφορετικά υποδίκτυα, για παράδειγμα, μεταξύ του κόμβου Α και του κόμβου Β στο Σχήμα. 5.1. Επομένως, για να οργανωθεί η αλληλεπίδραση μεταξύ οποιουδήποτε αυθαίρετου ζεύγους κόμβων αυτού του «μεγάλου» σύνθετου δικτύου, απαιτούνται πρόσθετα κεφάλαια. Τέτοια μέσα παρέχονται από το επίπεδο δικτύου.

Το επίπεδο δικτύου λειτουργεί ως συντονιστής που οργανώνει την εργασία όλων των υποδικτύων που βρίσκονται στην πορεία της προόδου του πακέτου μέσω του σύνθετου δικτύου. Για να μετακινήσετε δεδομένα μέσα σε υποδίκτυα, το επίπεδο δικτύου αναφέρεται στις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα υποδίκτυα.

Ενώ πολλές τεχνολογίες LAN (Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, κ.λπ.)Χρησιμοποιήστε το ίδιο σύστημα διευθύνσεων κεντρικού υπολογιστή που βασίζεται σε διευθύνσεις MAC, υπάρχουν πολλές τεχνολογίες (X.25, ATM, frame relay),που χρησιμοποιούν διαφορετικά σχήματα διευθύνσεων. Οι διευθύνσεις που εκχωρούνται σε κόμβους σύμφωνα με τις τεχνολογίες υποδικτύων ονομάζονται τοπικές. Για να μπορέσει το επίπεδο δικτύου να εκπληρώσει την αποστολή του, χρειάζεται το δικό του σύστημα διευθυνσιοδότησης, ανεξάρτητο από τις μεθόδους διευθυνσιοδότησης των κόμβων σε μεμονωμένα υποδίκτυα, το οποίο θα επέτρεπε στο επίπεδο δικτύου να αναγνωρίζει καθολικά και χωρίς αμφιβολία οποιονδήποτε κόμβο του σύνθετου δικτύου.

Ο φυσικός τρόπος για να σχηματίσετε μια διεύθυνση δικτύου είναι να αριθμήσετε μοναδικά όλα τα υποδίκτυα ενός σύνθετου δικτύου και να αριθμήσετε όλους τους κόμβους σε κάθε υποδίκτυο. Έτσι, μια διεύθυνση δικτύου είναι ένα ζεύγος: ένας αριθμός δικτύου (υποδίκτυο) και ένας αριθμός κεντρικού υπολογιστή.

Ο αριθμός κόμβου μπορεί να είναι είτε η τοπική διεύθυνση αυτού του κόμβου (ένα τέτοιο σχήμα υιοθετείται στη στοίβα IPX / SPX),ή κάποιος αριθμός, που δεν σχετίζεται με την τοπική τεχνολογία, που προσδιορίζει μοναδικά έναν κόμβο μέσα σε ένα δεδομένο υποδίκτυο. Στην πρώτη περίπτωση, η διεύθυνση δικτύου εξαρτάται από τις τοπικές τεχνολογίες, γεγονός που περιορίζει τη χρήση της. Για παράδειγμα, οι διευθύνσεις δικτύου IPX/SPX έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε σύνθετα δίκτυα που συνδυάζουν δίκτυα που χρησιμοποιούν μόνο διευθύνσεις MAC ή διευθύνσεις παρόμοιας μορφής. Η δεύτερη προσέγγιση είναι πιο γενική και είναι συγκεκριμένη για τη στοίβα TCP/IP. Και στις δύο περιπτώσεις, κάθε κόμβος του σύνθετου δικτύου έχει, μαζί με την τοπική του διεύθυνση, έναν ακόμη - μια καθολική διεύθυνση δικτύου.

Τα δεδομένα που εισέρχονται στο επίπεδο δικτύου και που πρέπει να σταλούν μέσω του σύνθετου δικτύου παρέχονται με μια κεφαλίδα επιπέδου δικτύου. Τα δεδομένα μαζί με την κεφαλίδα σχηματίζουν ένα πακέτο. Η κεφαλίδα πακέτου επιπέδου δικτύου έχει μια ενοποιημένη μορφή που δεν εξαρτάται από τις μορφές πλαισίου επιπέδου σύνδεσης αυτών των δικτύων που μπορεί να αποτελούν μέρος του διαδικτύου και μεταφέρει, μαζί με άλλες πληροφορίες υπηρεσίας, δεδομένα σχετικά με τον αριθμό του δικτύου στο οποίο αυτό το πακέτο προορίζεται. Το επίπεδο δικτύου καθορίζει τη διαδρομή και μετακινεί το πακέτο μεταξύ υποδικτύων.

Όταν ένα πακέτο μεταφέρεται από το ένα υποδίκτυο στο άλλο, το πακέτο του επιπέδου δικτύου που είναι ενθυλακωμένο στο πλαίσιο σύνδεσης άφιξης του πρώτου υποδικτύου αφαιρείται από τις κεφαλίδες αυτού του πλαισίου και περιβάλλεται από τις κεφαλίδες πλαισίου επιπέδου σύνδεσης του επόμενου υποδικτύου. Οι πληροφορίες βάσει των οποίων γίνεται αυτή η αντικατάσταση είναι τα πεδία εξυπηρέτησης του πακέτου επιπέδου δικτύου. Το πεδίο διεύθυνσης προορισμού του νέου πλαισίου καθορίζει την τοπική διεύθυνση του επόμενου δρομολογητή.

Διανομείς Ethernet

Στην τεχνολογία Ethernet, οι συσκευές που συνδυάζουν πολλά φυσικά τμήματα ενός ομοαξονικού καλωδίου σε ένα ενιαίο κοινόχρηστο περιβάλλον έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και ονομάζονται "repeaters" για την κύρια λειτουργία τους - επαναλαμβάνοντας σε όλες τις θύρες τους τα σήματα που λαμβάνονται στην είσοδο μιας των λιμανιών. Στα δίκτυα που βασίζονται σε ομοαξονικό καλώδιο, οι επαναλήπτες δύο θυρών ήταν συνηθισμένοι, που συνδέουν μόνο δύο τμήματα καλωδίων, επομένως ο όρος hub δεν χρησιμοποιήθηκε συνήθως σε αυτούς.

Με την έλευση της προδιαγραφής lOBase-T για το συνεστραμμένο ζεύγος, ο επαναλήπτης έγινε αναπόσπαστο μέρος του δικτύου Ethernet, αφού χωρίς αυτόν, η επικοινωνία μπορούσε να δημιουργηθεί μόνο μεταξύ δύο κόμβων δικτύου. Οι επαναλήπτες Ethernet συνεστραμμένου ζεύγους πολλαπλών θυρών άρχισαν να ονομάζονται κόμβοι ή κόμβοι, καθώς οι συνδέσεις μεταξύ ενός μεγάλου αριθμού κόμβων δικτύου ήταν πραγματικά συγκεντρωμένες σε μία συσκευή. Ένας διανομέας Ethernet έχει συνήθως 8 έως 72 θύρες, με τις περισσότερες θύρες να είναι αφιερωμένες στη σύνδεση καλωδίων συνεστραμμένου ζεύγους. Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει έναν τυπικό διανομέα Ethernet που έχει σχεδιαστεί για να σχηματίζει μικρά τμήματα ενός κοινόχρηστου περιβάλλοντος. Διαθέτει 16 θύρες lOBase-T με υποδοχές RJ-45, καθώς και μία θύρα AUI για σύνδεση εξωτερικού πομποδέκτη.

Τυπικά, ένας πομποδέκτης που λειτουργεί σε ομοαξονική ή οπτική ίνα συνδέεται σε αυτή τη θύρα. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον πομποδέκτη, ο διανομέας συνδέεται με ένα καλώδιο κορμού που συνδέει πολλούς διανομείς μεταξύ τους ή με αυτόν τον τρόπο συνδέεται ένας σταθμός που απέχει περισσότερο από 100 μέτρα από τον διανομέα.

Ρύζι. 15. Διανομέας Ethernet.

Για να συνδέσετε τους κόμβους τεχνολογίας lOBase-T μεταξύ τους σε ένα ιεραρχικό σύστημα, δεν απαιτείται ομοαξονικό καλώδιο ή καλώδιο οπτικών ινών· μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ίδιες θύρες όπως και για τη σύνδεση τερματικών σταθμών, ανάλογα με μία περίσταση. Το γεγονός είναι ότι η συνηθισμένη θύρα RJ-45, που έχει σχεδιαστεί για τη σύνδεση ενός προσαρμογέα δικτύου και ονομάζεται MDI-X (crossed MDI), έχει μια αντιστοίχιση ανεστραμμένης ακίδας της υποδοχής, έτσι ώστε ο προσαρμογέας δικτύου να μπορεί να συνδεθεί σε έναν διανομέα χρησιμοποιώντας μια τυπική σύνδεση καλώδιο που δεν διασταυρώνεται.

Κατά τη σύνδεση διανομέων μέσω μιας τυπικής θύρας MDI-X, πρέπει να χρησιμοποιείται ένα μη τυπικό καλώδιο crossover. Επομένως, ορισμένοι κατασκευαστές παρέχουν στον διανομέα μια αποκλειστική θύρα MDI που δεν έχει ζεύγη crossover. Έτσι, δύο διανομείς μπορούν να συνδεθούν με ένα συνηθισμένο καλώδιο non-crossover, εάν αυτό γίνεται μέσω της θύρας MDI-X ενός διανομέα και της θύρας MDI του δεύτερου. Τις περισσότερες φορές, μια θύρα διανομέα μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως θύρα MDI-X όσο και ως θύρα MDI, ανάλογα με τη θέση του διακόπτη του κουμπιού.

Ένας διανομέας επαναλήπτη Ethernet πολλαπλών θυρών μπορεί να αντιμετωπιστεί διαφορετικά όταν χρησιμοποιείται ο κανόνας των 4 διανομέων. Στα περισσότερα μοντέλα, όλες οι θύρες συνδέονται σε ένα μόνο μπλοκ επαναλήπτη και όταν ένα σήμα περνά ανάμεσα σε δύο θύρες επαναλήπτη, το μπλοκ επαναλήπτη εισάγει καθυστέρηση μόνο μία φορά. Επομένως, ένας τέτοιος κόμβος θα πρέπει να θεωρείται ως ένας επαναλήπτης με τους περιορισμούς που επιβάλλονται από τον κανόνα των 4 κόμβων. Υπάρχουν όμως και άλλα μοντέλα επαναλήπτες, στα οποία πολλές θύρες έχουν το δικό τους μπλοκ επανάληψης.

Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε μπλοκ επανάληψης θα πρέπει να θεωρείται ξεχωριστός επαναλήπτης και να υπολογίζεται ξεχωριστά στον κανόνα των 4 κόμβων.
Ορισμένες διαφορές ενδέχεται να εμφανίζονται στα μοντέλα των διανομέων που λειτουργούν σε ένα καλώδιο οπτικών ινών μονής λειτουργίας. Η εμβέλεια ενός τμήματος καλωδίου που υποστηρίζεται από έναν διανομέα FDDI σε ένα τέτοιο καλώδιο μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με την ισχύ του εκπομπού λέιζερ - από 10 έως 40 km.

Ωστόσο, εάν οι υπάρχουσες διαφορές στην απόδοση της κύριας λειτουργίας των συγκεντρωτών δεν είναι τόσο μεγάλες, τότε είναι πολύ μεγαλύτερες από το spread στις δυνατότητες υλοποίησης πρόσθετων λειτουργιών από τους συγκεντρωτές. Απενεργοποιήστε τις θύρες.

Πολύ χρήσιμη στη λειτουργία του δικτύου είναι η ικανότητα ενός διανομέα να απενεργοποιεί τις δυσλειτουργικές θύρες, απομονώνοντας έτσι το υπόλοιπο δίκτυο από προβλήματα που έχουν προκύψει στον κόμβο. Αυτή η δυνατότητα ονομάζεται αυτόματη τμηματοποίηση. Για τον διανομέα FDDI, αυτή η συνάρτηση είναι η κύρια για πολλές καταστάσεις σφάλματος, όπως ορίζεται στο πρωτόκολλο. Ταυτόχρονα, για έναν διανομέα Ethernet ή Token Ring, η λειτουργία αυτόματης τμηματοποίησης είναι προαιρετική για πολλές περιπτώσεις, καθώς το πρότυπο δεν περιγράφει την απόκριση του διανομέα σε αυτήν την κατάσταση. Ο κύριος λόγος για την απενεργοποίηση της θύρας στα πρότυπα Ethernet και Fast Ethernet είναι η έλλειψη ανταπόκρισης στο παλμικό σύστημα δοκιμής σύνδεσης που αποστέλλεται σε όλες τις θύρες κάθε 16 ms. Σε αυτήν την περίπτωση, η αποτυχημένη θύρα τοποθετείται στην κατάσταση "απενεργοποιημένη", αλλά οι δοκιμαστικοί παλμοί σύνδεσης θα συνεχίσουν να αποστέλλονται στη θύρα, έτσι ώστε όταν αποκατασταθεί η συσκευή, η εργασία με αυτήν θα συνεχιστεί αυτόματα.

Εξετάστε τις περιπτώσεις στις οποίες οι διανομείς Ethernet και Fast Ethernet απενεργοποιούν μια θύρα:

o Σφάλματα σε επίπεδο πλαισίου. Εάν ο ρυθμός διέλευσης πλαισίων με σφάλματα μέσω της θύρας υπερβαίνει το καθορισμένο όριο, τότε η θύρα απενεργοποιείται και, στη συνέχεια, εάν δεν υπάρχουν σφάλματα εντός του καθορισμένου χρόνου, ενεργοποιείται ξανά. Τέτοια σφάλματα μπορεί να είναι: λανθασμένο άθροισμα ελέγχου, λανθασμένο μήκος πλαισίου (μεγαλύτερο από 1518 byte ή λιγότερο από 64 byte), μη μορφοποιημένη κεφαλίδα πλαισίου.
o Πολλαπλές συγκρούσεις. Εάν ο διανομέας εντοπίσει ότι η ίδια θύρα ήταν η πηγή της σύγκρουσης 60 συνεχόμενες φορές, τότε η θύρα απενεργοποιείται. Μετά από λίγο, η θύρα θα ενεργοποιηθεί ξανά.

o Long transfer (jabber). Όπως ένας προσαρμογέας δικτύου, ένας διανομέας ελέγχει πόσο χρόνο χρειάζεται για να περάσει ένα πλαίσιο από μια θύρα. Εάν αυτός ο χρόνος υπερβεί τον μέγιστο χρόνο μετάδοσης πλαισίου κατά 3 φορές, τότε η θύρα απενεργοποιείται.

Υποστήριξη συνδέσμου αντιγράφων ασφαλείας

Δεδομένου ότι η χρήση περιττών συνδέσμων σε διανομείς ορίζεται μόνο στο πρότυπο FDDI, για άλλα πρότυπα, οι προγραμματιστές διανομέων υποστηρίζουν αυτήν τη δυνατότητα με τις δικές τους ιδιόκτητες λύσεις. Για παράδειγμα, οι διανομείς Ethernet/Fast Ethernet μπορούν να σχηματίσουν μόνο ιεραρχικούς συνδέσμους χωρίς βρόχους. Επομένως, οι περιττοί σύνδεσμοι πρέπει πάντα να συνδέουν απενεργοποιημένες θύρες, ώστε να μην παραβιάζουν τη λογική του δικτύου.

Συνήθως, κατά τη διαμόρφωση ενός διανομέα, ο διαχειριστής πρέπει να καθορίσει ποιες θύρες είναι οι κύριες και ποιες είναι δεσμευμένες σε σχέση με αυτές (Εικ. 16). Εάν για οποιονδήποτε λόγο η θύρα είναι απενεργοποιημένη (ενεργοποιείται ο μηχανισμός αυτόματης τμηματοποίησης), ο διανομέας ενεργοποιεί την εφεδρική θύρα του.

Ρύζι. 16.

Ρύζι. 16. Περιττές συνδέσεις μεταξύ διανομέων Ethernet.

Όταν εξετάζουμε ορισμένα μοντέλα hub, τίθεται το ερώτημα - γιατί αυτό το μοντέλο έχει τόσο μεγάλο αριθμό θυρών, για παράδειγμα 192 ή 240; Έχει νόημα να μοιράζεστε ένα μέσο 10 ή 16 Mbps ανάμεσα σε τόσους πολλούς σταθμούς; Ίσως πριν από δέκα ή δεκαπέντε χρόνια, η απάντηση μπορεί να ήταν ναι σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως εκείνα τα δίκτυα όπου οι υπολογιστές χρησιμοποιούσαν το δίκτυο μόνο για να στείλουν μικρά μηνύματα email ή για να ξαναγράψουν ένα μικρό αρχείο κειμένου.

Σήμερα, έχουν απομείνει πολύ λίγα τέτοια δίκτυα και ακόμη και 5 υπολογιστές μπορούν να φορτώσουν πλήρως ένα τμήμα Ethernet ή Token Ring, και σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα τμήμα Fast Ethernet. Γιατί, λοιπόν, χρειάζεστε ένα hub με μεγάλο αριθμό θυρών, εάν είναι πρακτικά αδύνατη η χρήση τους λόγω περιορισμών εύρους ζώνης ανά σταθμό; Η απάντηση είναι ότι τέτοιοι κόμβοι έχουν πολλούς μη συνδεδεμένους εσωτερικούς διαύλους που έχουν σχεδιαστεί για να δημιουργούν πολλαπλά κοινόχρηστα περιβάλλοντα.

Για παράδειγμα, ο κόμβος που φαίνεται στο Σχ. Το 17 διαθέτει τρεις εσωτερικούς διαύλους Ethernet. Εάν, για παράδειγμα, ένας τέτοιος διανομέας έχει 72 θύρες, τότε κάθε μία από αυτές τις θύρες μπορεί να συνδεθεί σε οποιονδήποτε από τους τρεις εσωτερικούς διαύλους. Στο σχήμα, οι δύο πρώτοι υπολογιστές συνδέονται με το δίαυλο Ethernet 3 και ο τρίτος και ο τέταρτος υπολογιστής συνδέονται με τον δίαυλο Ethernet 1. Οι δύο πρώτοι υπολογιστές αποτελούν ένα κοινόχρηστο τμήμα και ο τρίτος και ο τέταρτος υπολογιστές αποτελούν ένα άλλο κοινόχρηστο τμήμα.

Ρύζι. 17. Πολυτμηματικός κόμβος.

Οι υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι σε διαφορετικά τμήματα δεν μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους μέσω του διανομέα, καθώς οι δίαυλοι εντός του διανομέα δεν συνδέονται με κανέναν τρόπο. Απαιτούνται κόμβοι πολλαπλών τμημάτων για τη δημιουργία χωριστών τμημάτων, η σύνθεση των οποίων μπορεί εύκολα να αλλάξει. Οι περισσότεροι διανομείς πολλαπλών τμημάτων, όπως το System 5000 της Nortel Networks ή το PortSwitch Hub της 3Com, επιτρέπουν τη λειτουργία της σύνδεσης μιας θύρας σε έναν από τους εσωτερικούς διαύλους με τρόπο καθαρά λογισμικού, όπως μέσω τοπικής διαμόρφωσης μέσω της θύρας της κονσόλας.

Ως αποτέλεσμα, ένας διαχειριστής δικτύου μπορεί να συνδέσει υπολογιστές χρήστη σε οποιεσδήποτε θύρες του διανομέα και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει το πρόγραμμα διαμόρφωσης του διανομέα για να ελέγξει τη σύνθεση κάθε τμήματος. Εάν το τμήμα 1 υπερφορτωθεί αύριο, τότε οι υπολογιστές του μπορούν να κατανεμηθούν στα υπόλοιπα τμήματα του διανομέα.

Η ικανότητα ενός διανομέα πολλαπλών τμημάτων να αλλάζει μέσω προγραμματισμού τις συνδέσεις θυρών σε εσωτερικούς διαύλους ονομάζεται μεταγωγή διαμόρφωσης.
ΠΡΟΣΟΧΗ
Η εναλλαγή διαμόρφωσης δεν έχει καμία σχέση με την εναλλαγή πλαισίου που εκτελούν οι γέφυρες και οι διακόπτες. Οι κόμβοι πολλαπλών τμημάτων είναι η προγραμματιζόμενη ραχοκοκαλιά μεγάλων δικτύων. Για να συνδέσετε τα τμήματα μεταξύ τους, χρειάζονται συσκευές διαφορετικού τύπου - γέφυρες / διακόπτες ή δρομολογητές. Μια τέτοια συσκευή πύλης πρέπει να συνδέεται σε πολλαπλές θύρες ενός διανομέα πολλαπλών τμημάτων συνδεδεμένου με διαφορετικούς εσωτερικούς διαύλους και να μεταφέρει πλαίσια ή πακέτα μεταξύ των τμημάτων με τον ίδιο τρόπο σαν να είχαν σχηματιστεί από ξεχωριστές συσκευές διανομέα.

Για μεγάλα δίκτυα, ένας διανομέας πολλαπλών τμημάτων παίζει το ρόλο ενός έξυπνου ντουλαπιού διασύνδεσης, το οποίο εκτελεί μια νέα σύνδεση όχι μεταφέροντας μηχανικά το βύσμα του καλωδίου σε μια νέα θύρα, αλλά αλλάζοντας προγραμματικά την εσωτερική διαμόρφωση της συσκευής. Διαχείριση Hub μέσω SNMP.

Όπως μπορείτε να δείτε από την περιγραφή των πρόσθετων λειτουργιών, πολλές από αυτές απαιτούν διαμόρφωση του διανομέα. Αυτή η διαμόρφωση μπορεί να γίνει τοπικά μέσω της διεπαφής RS-232C που είναι διαθέσιμη σε οποιονδήποτε διανομέα που διαθέτει μονάδα ελέγχου. Εκτός από τη διαμόρφωση σε ένα μεγάλο δίκτυο, η λειτουργία παρακολούθησης της κατάστασης του διανομέα είναι πολύ χρήσιμη: εάν είναι λειτουργικός, σε ποια κατάσταση βρίσκονται οι θύρες του.

Δίκτυα υπολογιστών και τηλεπικοινωνίες του XXI αιώνα

Εισαγωγή

2.1 Τύποι αρχιτεκτονικών LAN

2.3 Μέθοδοι πρόσβασης σε δίκτυα υπολογιστών

3. Τοπικά δίκτυα για επιστημονικούς σκοπούς

4. Τηλεπικοινωνίες

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

Εισαγωγή

Ένα δίκτυο υπολογιστών είναι ένας συνδυασμός πολλών υπολογιστών για την από κοινού επίλυση προβλημάτων πληροφοριών, υπολογιστών, εκπαιδευτικών και άλλων προβλημάτων.

Ένα από τα πρώτα προβλήματα που προέκυψαν κατά την ανάπτυξη της τεχνολογίας υπολογιστών, η οποία απαιτούσε τη δημιουργία ενός δικτύου τουλάχιστον δύο υπολογιστών, ήταν να παρέχει πολλές φορές περισσότερη αξιοπιστία από αυτή που θα μπορούσε να δώσει ένα μηχάνημα εκείνη τη στιγμή κατά τον έλεγχο μιας κρίσιμης διαδικασίας σε πραγματικό χρόνο. . Έτσι, κατά την εκτόξευση ενός διαστημικού σκάφους, ο απαιτούμενος ρυθμός αντίδρασης σε εξωτερικά γεγονότα υπερβαίνει τις ανθρώπινες δυνατότητες και η αστοχία του υπολογιστή ελέγχου απειλεί με ανεπανόρθωτες συνέπειες. Στο απλούστερο σχήμα, η εργασία αυτού του υπολογιστή αντιγράφεται από τον δεύτερο και, εάν το ενεργό μηχάνημα αποτύχει, τα περιεχόμενα του επεξεργαστή και της μνήμης RAM του μεταφέρονται πολύ γρήγορα στον δεύτερο, ο οποίος αναλαμβάνει τον έλεγχο (σε πραγματικά συστήματα, του Φυσικά, όλα γίνονται πολύ πιο περίπλοκα).

Τα δίκτυα υπολογιστών έχουν οδηγήσει σε σημαντικά νέες τεχνολογίες επεξεργασίας πληροφοριών - τεχνολογίες δικτύου. Στην απλούστερη περίπτωση, οι τεχνολογίες δικτύου επιτρέπουν την κοινή χρήση πόρων - συσκευές μαζικής αποθήκευσης, συσκευές εκτύπωσης, πρόσβαση στο Διαδίκτυο, βάσεις δεδομένων και τράπεζες δεδομένων. Οι πιο σύγχρονες και πολλά υποσχόμενες προσεγγίσεις στα δίκτυα συνδέονται με τη χρήση ενός συλλογικού καταμερισμού εργασίας σε κοινή εργασία με πληροφορίες - ανάπτυξη διαφόρων εγγράφων και έργων, διαχείριση ιδρύματος ή επιχείρησης κ.λπ.

Τα δίκτυα υπολογιστών και οι τεχνολογίες δικτύων για την επεξεργασία πληροφοριών έχουν γίνει η βάση για την κατασκευή σύγχρονων συστημάτων πληροφοριών. Ο υπολογιστής δεν πρέπει πλέον να θεωρείται ως ξεχωριστή συσκευή επεξεργασίας, αλλά ως «παράθυρο» στα δίκτυα υπολογιστών, ως μέσο επικοινωνίας με πόρους δικτύου και άλλους χρήστες του δικτύου.

1. Υλικό δικτύου υπολογιστών

Τα τοπικά δίκτυα (υπολογιστές LAN) ενώνουν έναν σχετικά μικρό αριθμό υπολογιστών (συνήθως από 10 έως 100, αν και περιστασιακά υπάρχουν πολύ περισσότεροι) στην ίδια αίθουσα (μάθημα εκπαίδευσης υπολογιστών), κτήριο ή ίδρυμα (για παράδειγμα, ένα πανεπιστήμιο). Το παραδοσιακό όνομα - τοπικό δίκτυο (LAN) - είναι μάλλον ένας φόρος τιμής σε εκείνες τις εποχές που τα δίκτυα χρησιμοποιούνταν κυρίως για την επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων. Σήμερα, στο 99% των περιπτώσεων, μιλάμε αποκλειστικά για ανταλλαγή πληροφοριών με τη μορφή κειμένων, εικόνων γραφικών και βίντεο και αριθμητικών πινάκων. Η χρησιμότητα των φαρμάκων εξηγείται από το γεγονός ότι από το 60% έως το 90% των πληροφοριών που είναι απαραίτητες για ένα ίδρυμα κυκλοφορούν μέσα σε αυτό, χωρίς να χρειάζεται να βγουν έξω.

Η δημιουργία αυτοματοποιημένων συστημάτων διαχείρισης επιχειρήσεων (ACS) είχε μεγάλη επιρροή στην ανάπτυξη των φαρμάκων. Το ACS περιλαμβάνει πολλούς αυτοματοποιημένους σταθμούς εργασίας (AWP), συγκροτήματα μέτρησης, σημεία ελέγχου. Ένας άλλος σημαντικός τομέας δραστηριότητας στον οποίο τα φάρμακα έχουν αποδείξει την αποτελεσματικότητά τους είναι η δημιουργία τάξεων εκπαιδευτικής τεχνολογίας υπολογιστών (KUVT).

Λόγω του σχετικά μικρού μήκους των γραμμών επικοινωνίας (κατά κανόνα, όχι περισσότερο από 300 μέτρα), οι πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν μέσω LAN σε ψηφιακή μορφή με υψηλό ρυθμό μετάδοσης. Σε μεγάλες αποστάσεις, αυτή η μέθοδος μετάδοσης είναι απαράδεκτη λόγω της αναπόφευκτης εξασθένησης των σημάτων υψηλής συχνότητας, σε αυτές τις περιπτώσεις είναι απαραίτητο να καταφύγουμε σε πρόσθετα τεχνικά (μετατροπές ψηφιακού σε αναλογικό) και λογισμικό (πρωτόκολλα διόρθωσης σφαλμάτων κ.λπ.) λύσεις.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του LAN είναι η παρουσία ενός καναλιού επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας που συνδέει όλους τους συνδρομητές για τη μετάδοση πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή. Υπάρχουν ενσύρματα και ασύρματα κανάλια. Κάθε ένα από αυτά χαρακτηρίζεται από ορισμένες τιμές παραμέτρων που είναι απαραίτητες από την άποψη της οργάνωσης LAN:

1. Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων.

2. Μέγιστο μήκος γραμμής.

3. Ανοσία στον θόρυβο.

4. μηχανική αντοχή.

5. ευκολία και ευκολία εγκατάστασης.

6. κόστος.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται συνήθως τέσσερις τύποι καλωδίων δικτύου:

1. ομοαξονικό καλώδιο.

2. απροστάτευτο συνεστραμμένο ζεύγος.

3. προστατευμένο συνεστραμμένο ζεύγος.

4. καλώδιο οπτικών ινών.

Οι τρεις πρώτοι τύποι καλωδίων μεταδίδουν ηλεκτρικό σήμα μέσω χάλκινων αγωγών. Τα καλώδια οπτικών ινών μεταδίδουν φως πάνω από γυάλινες ίνες.

Τα περισσότερα δίκτυα επιτρέπουν πολλαπλές επιλογές καλωδίωσης.

Τα ομοαξονικά καλώδια αποτελούνται από δύο αγωγούς που περιβάλλονται από μονωτικά στρώματα. Το πρώτο στρώμα μόνωσης περιβάλλει το κεντρικό χάλκινο σύρμα. Αυτό το στρώμα είναι πλεγμένο εξωτερικά με έναν εξωτερικό αγωγό θωράκισης. Τα πιο κοινά ομοαξονικά καλώδια είναι τα παχιά και λεπτά καλώδια "Ethernet". Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει καλή ασυλία θορύβου και χαμηλή εξασθένηση σήματος σε αποστάσεις.

Υπάρχουν παχιά (περίπου 10 mm σε διάμετρο) και λεπτά (περίπου 4 mm) ομοαξονικά καλώδια. Με πλεονεκτήματα στην προστασία από το θόρυβο, την αντοχή, το μήκος, ένα παχύ ομοαξονικό καλώδιο είναι πιο ακριβό και πιο δύσκολο στην εγκατάσταση (είναι πιο δύσκολο να το τραβήξετε μέσω των καναλιών καλωδίων) από ένα λεπτό. Μέχρι πρόσφατα, ένα λεπτό ομοαξονικό καλώδιο ήταν ένας εύλογος συμβιβασμός μεταξύ των κύριων παραμέτρων των γραμμών επικοινωνίας LAN και χρησιμοποιείται συχνότερα για την οργάνωση μεγάλων LAN επιχειρήσεων και ιδρυμάτων. Ωστόσο, τα παχύτερα, ακριβότερα καλώδια παρέχουν καλύτερη μετάδοση δεδομένων σε μεγαλύτερες αποστάσεις και είναι λιγότερο επιρρεπή σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.

Τα συνεστραμμένα ζεύγη είναι δύο καλώδια στριμμένα μεταξύ τους με έξι στροφές ανά ίντσα για να παρέχουν θωράκιση EMI και αντιστοίχιση ηλεκτρικής αντίστασης. Ένα άλλο όνομα που χρησιμοποιείται συνήθως για ένα τέτοιο καλώδιο είναι "IBM type-3". Στις ΗΠΑ, τέτοια καλώδια τοποθετούνται κατά την κατασκευή κτιρίων για την παροχή τηλεφωνικών επικοινωνιών. Ωστόσο, η χρήση τηλεφωνικού καλωδίου, ειδικά όταν είναι ήδη τοποθετημένο σε κτίριο, μπορεί να δημιουργήσει μεγάλα προβλήματα. Πρώτον, τα απροστάτευτα συνεστραμμένα ζεύγη είναι ευαίσθητα σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, όπως ο ηλεκτρικός θόρυβος που δημιουργείται από τα φώτα φθορισμού και τους κινούμενους ανελκυστήρες. Παρεμβολές μπορούν επίσης να δημιουργηθούν από σήματα που μεταδίδονται σε κλειστό βρόχο σε τηλεφωνικές γραμμές που τρέχουν κατά μήκος του καλωδίου LAN. Επιπλέον, τα συνεστραμμένα ζεύγη κακής ποιότητας μπορεί να έχουν μεταβλητό αριθμό στροφών ανά ίντσα, γεγονός που παραμορφώνει την υπολογισμένη ηλεκτρική αντίσταση.

Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι τα τηλεφωνικά καλώδια δεν τοποθετούνται πάντα σε ευθεία γραμμή. Ένα καλώδιο που συνδέει δύο παρακείμενα δωμάτια μπορεί στην πραγματικότητα να παρακάμψει το ήμισυ του κτιρίου. Η υποεκτίμηση του μήκους του καλωδίου σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα να υπερβεί πραγματικά το μέγιστο επιτρεπόμενο μήκος.

Τα θωρακισμένα συνεστραμμένα ζεύγη είναι παρόμοια με τα απροστάτευτα συνεστραμμένα ζεύγη, με τη διαφορά ότι χρησιμοποιούν παχύτερα σύρματα και προστατεύονται από την εξωτερική πρόσκρουση του λαιμού του μονωτή. Ο πιο κοινός τύπος καλωδίου που χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα, το "IBM type-1" είναι ένα προστατευμένο καλώδιο με δύο συνεστραμμένα ζεύγη συνεχών συρμάτων. Στα νέα κτίρια, το καλώδιο τύπου 2 μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή, καθώς περιλαμβάνει, εκτός από τη γραμμή δεδομένων, τέσσερα απροστάτευτα ζεύγη συνεχών καλωδίων για τη μεταφορά τηλεφωνικών συνομιλιών. Έτσι, το "type-2" σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε ένα καλώδιο για τη μετάδοση τόσο τηλεφωνικών συνομιλιών όσο και δεδομένων μέσω τοπικού δικτύου.

Η προστασία και οι σφιχτές περιστροφές ανά ίντσα καθιστούν το προστατευμένο καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους μια αξιόπιστη εναλλακτική λύση σύνδεσης καλωδίου.Ωστόσο, αυτή η αξιοπιστία έχει κόστος.

Τα καλώδια οπτικών ινών μεταδίδουν δεδομένα με τη μορφή παλμών φωτός σε γυάλινα "σύρματα". Τα περισσότερα συστήματα LAN υποστηρίζουν επί του παρόντος καλωδίωση οπτικών ινών. Το καλώδιο οπτικών ινών έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με οποιαδήποτε επιλογή καλωδίου χαλκού. Τα καλώδια οπτικών ινών παρέχουν την υψηλότερη ταχύτητα μετάδοσης. είναι πιο αξιόπιστα, καθώς δεν υπόκεινται σε απώλεια πακέτων λόγω ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Το οπτικό καλώδιο είναι πολύ λεπτό και εύκαμπτο, καθιστώντας ευκολότερη τη μεταφορά από το βαρύτερο χάλκινο καλώδιο. Το πιο σημαντικό, ωστόσο, είναι ότι το οπτικό καλώδιο από μόνο του έχει το εύρος ζώνης που θα χρειαστούν τα ταχύτερα δίκτυα στο μέλλον.

Μέχρι στιγμής, η τιμή του καλωδίου οπτικών ινών είναι πολύ υψηλότερη από τον χαλκό. Σε σύγκριση με το χάλκινο καλώδιο, η εγκατάσταση του οπτικού καλωδίου απαιτεί μεγαλύτερη ένταση εργασίας, αλλά τα άκρα πρέπει να γυαλιστούν προσεκτικά και να ευθυγραμμιστούν για να διασφαλιστεί μια αξιόπιστη σύνδεση. Ωστόσο, τώρα υπάρχει μια μετάβαση στις γραμμές οπτικών ινών, οι οποίες δεν υπόκεινται απολύτως σε παρεμβολές και είναι εκτός ανταγωνισμού ως προς το εύρος ζώνης. Το κόστος τέτοιων γραμμών μειώνεται σταθερά και οι τεχνολογικές δυσκολίες της συναρμογής των οπτικών ινών ξεπερνιούνται με επιτυχία.

Η ασύρματη επικοινωνία σε ραδιοκύματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οργάνωση δικτύων μέσα σε μεγάλες εγκαταστάσεις, όπως υπόστεγα ή περίπτερα, όπου η χρήση συμβατικών γραμμών επικοινωνίας είναι δύσκολη ή μη πρακτική. Επιπλέον, οι ασύρματες γραμμές μπορούν να συνδέουν απομακρυσμένα τμήματα τοπικών δικτύων σε αποστάσεις 3 - 5 km (με κεραία καναλιού κυμάτων) και 25 km (με κατευθυντική παραβολική κεραία) υπό την προϋπόθεση άμεσης ορατότητας. Η οργάνωση ενός ασύρματου δικτύου είναι σημαντικά πιο ακριβή από ένα συμβατικό.

Για την οργάνωση εκπαιδευτικών δικτύων LAN, το συνεστραμμένο ζεύγος χρησιμοποιείται συχνότερα, ως το φθηνότερο, καθώς οι απαιτήσεις για ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων και μήκος γραμμής δεν είναι κρίσιμες.

Απαιτούνται προσαρμογείς δικτύου (ή, όπως αποκαλούνται μερικές φορές, NIC) για τη σύνδεση υπολογιστών χρησιμοποιώντας συνδέσμους LAN. Τα πιο διάσημα είναι: προσαρμογείς των ακόλουθων τριών τύπων:

1. ArcNet; 2. Token Ring. 3. Ethernet.

2. Διαμόρφωση LAN και οργάνωση ανταλλαγής πληροφοριών

2.1 Τύποι αρχιτεκτονικών LAN

Στα πιο απλά δίκτυα με μικρό αριθμό υπολογιστών, μπορούν να είναι εντελώς ίσοι. το δίκτυο σε αυτή την περίπτωση παρέχει μεταφορά δεδομένων από οποιονδήποτε υπολογιστή σε οποιονδήποτε άλλο για συλλογική εργασία σε πληροφορίες. Ένα τέτοιο δίκτυο ονομάζεται peer-to-peer.

Ωστόσο, σε μεγάλα δίκτυα με μεγάλο αριθμό υπολογιστών, αποδεικνύεται ότι είναι σκόπιμο να εκχωρηθούν ένας (ή περισσότεροι) ισχυροί υπολογιστές για την εξυπηρέτηση των αναγκών του δικτύου (αποθήκευση και μετάδοση δεδομένων, εκτύπωση σε εκτυπωτή δικτύου). Αυτοί οι αποκλειστικοί υπολογιστές ονομάζονται διακομιστές. τρέχουν σε λειτουργικό σύστημα δικτύου. Ως διακομιστής χρησιμοποιείται συνήθως ένας υπολογιστής υψηλής απόδοσης με μεγάλη μνήμη RAM και έναν σκληρό δίσκο (ή ακόμα και πολλούς σκληρούς δίσκους) μεγάλης χωρητικότητας. Το πληκτρολόγιο και η οθόνη για τον διακομιστή δικτύου δεν απαιτούνται, καθώς χρησιμοποιούνται πολύ σπάνια (για τη ρύθμιση του λειτουργικού συστήματος δικτύου).

Όλοι οι άλλοι υπολογιστές ονομάζονται σταθμοί εργασίας. Οι σταθμοί εργασίας μπορεί να μην έχουν καθόλου σκληρούς δίσκους ή ακόμα και δίσκους. Τέτοιοι σταθμοί εργασίας ονομάζονται χωρίς δίσκο. Η αρχική φόρτωση του λειτουργικού συστήματος σε σταθμούς εργασίας χωρίς δίσκο πραγματοποιείται μέσω τοπικού δικτύου χρησιμοποιώντας τσιπ RAM που είναι ειδικά εγκατεστημένα στους προσαρμογείς δικτύου των σταθμών εργασίας που αποθηκεύουν το πρόγραμμα εκκίνησης.

Τα LAN, ανάλογα με το σκοπό και τις τεχνικές λύσεις, μπορούν να έχουν διαφορετικές διαμορφώσεις (ή, όπως λένε, αρχιτεκτονική ή τοπολογία).

Σε ένα LAN δακτυλίου, οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσω ενός κλειστού καναλιού. Κάθε συνδρομητής συνδέεται απευθείας με δύο πλησιέστερους γείτονες, αν και κατ' αρχήν μπορεί να επικοινωνήσει με οποιονδήποτε συνδρομητή του δικτύου.

Στο LAN σε σχήμα αστεριού (ακτινικό) υπάρχει ένας κεντρικός υπολογιστής ελέγχου στο κέντρο, ο οποίος επικοινωνεί διαδοχικά με τους συνδρομητές και τους συνδέει μεταξύ τους.

Σε μια διαμόρφωση διαύλου, οι υπολογιστές συνδέονται σε ένα κοινό κανάλι (διαύλου) μέσω του οποίου μπορούν να ανταλλάσσουν μηνύματα.

Σε έναν υπολογιστή που μοιάζει με δέντρο, υπάρχει ένας "κύριος" υπολογιστής, στον οποίο υπάγονται οι υπολογιστές του επόμενου επιπέδου κ.ο.κ.

Επιπλέον, είναι δυνατές διαμορφώσεις χωρίς διακριτή φύση των συνδέσεων. το όριο είναι μια πλήρως δικτυωμένη διαμόρφωση, όπου κάθε υπολογιστής στο δίκτυο συνδέεται απευθείας με κάθε άλλο υπολογιστή.

Σε μεγάλα τοπικά δίκτυα επιχειρήσεων και ιδρυμάτων, χρησιμοποιείται συχνότερα μια τοπολογία λεωφορείου (λαιμός), που αντιστοιχεί στην αρχιτεκτονική πολλών διοικητικών κτιρίων με μεγάλους διαδρόμους και γραφεία εργαζομένων κατά μήκος τους. Για σκοπούς εκπαίδευσης στο KUVT, τα φάρμακα σε σχήμα δακτυλίου και αστεριού χρησιμοποιούνται συχνότερα.

Σε οποιαδήποτε φυσική διαμόρφωση, η υποστήριξη για πρόσβαση από έναν υπολογιστή στον άλλο, η παρουσία ή η απουσία ενός αποκλειστικού υπολογιστή (στο KUVT ονομάζεται "δάσκαλος" και τα υπόλοιπα - "μαθητής"), εκτελείται από ένα πρόγραμμα - ένα δίκτυο λειτουργικό σύστημα, το οποίο σε σχέση με το ΛΣ μεμονωμένων υπολογιστών είναι υπερκατασκευή. Για το σύγχρονο εξαιρετικά ανεπτυγμένο λειτουργικό σύστημα προσωπικών υπολογιστών, η παρουσία δυνατοτήτων δικτύου είναι αρκετά χαρακτηριστική (για παράδειγμα, OS / 2, WINDOWS 95-98).

2.2 Στοιχεία επικοινωνίας δικτύου

Η διαδικασία μετάδοσης δεδομένων μέσω του δικτύου καθορίζεται από έξι στοιχεία:

1. υπολογιστής πηγής.

2. μπλοκ πρωτοκόλλου.

3. πομπός?

4. Φυσικό καλωδιακό δίκτυο.

5. δέκτης?

6. υπολογιστής προορισμού.

Ο υπολογιστής προέλευσης μπορεί να είναι ένας σταθμός εργασίας, ένας διακομιστής αρχείων, μια πύλη ή οποιοσδήποτε υπολογιστής συνδεδεμένος στο δίκτυο. Το μπλοκ πρωτοκόλλου αποτελείται από ένα chipset και ένα πρόγραμμα οδήγησης λογισμικού για την κάρτα διασύνδεσης δικτύου. Το μπλοκ πρωτοκόλλου είναι υπεύθυνο για τη λογική της μετάδοσης μέσω του δικτύου. Ο πομπός στέλνει ένα ηλεκτρικό σήμα μέσω μιας φυσικής τοπολογίας. Ο δέκτης αναγνωρίζει και λαμβάνει το σήμα που μεταδίδεται μέσω του δικτύου και το στέλνει για να μετατραπεί σε μπλοκ πρωτοκόλλου. Ο κύκλος μεταφοράς δεδομένων ξεκινά με τον υπολογιστή προέλευσης που μεταφέρει τα αρχικά δεδομένα στο μπλοκ πρωτοκόλλου. Το μπλοκ πρωτοκόλλου οργανώνει τα δεδομένα σε ένα πακέτο μετάδοσης που περιέχει το αντίστοιχο αίτημα στους διακομιστές, πληροφορίες για την επεξεργασία του αιτήματος (συμπεριλαμβανομένης, εάν χρειάζεται, της διεύθυνσης του παραλήπτη) και τα αρχικά δεδομένα για μετάδοση. Στη συνέχεια, το πακέτο αποστέλλεται στον πομπό για να μετατραπεί σε σήμα δικτύου. Το πακέτο διαδίδεται κατά μήκος του καλωδίου δικτύου μέχρι να φτάσει στον δέκτη, όπου επανακωδικοποιείται σε δεδομένα. Εδώ, ο έλεγχος περνά στο μπλοκ πρωτοκόλλου, το οποίο ελέγχει τα δεδομένα για αποτυχία, μεταδίδει μια "απόδειξη" σχετικά με την παραλαβή του πακέτου στην πηγή, επαναδιαμορφώνει τα πακέτα και τα μεταφέρει στον υπολογιστή προορισμού.