ГОУ СПО Уральский государственный колледж им. И.И. Ползунова

Иллюстративный и справочный материал

к лекциям по дисциплине "Компьютерные сети и телекоммуникации"

для студентов специальности

230101 - "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"

Екатеринбург 2009

Рисунок В.1. Централизованная система на базе мэйнфрейма

Рисунок В.2. Многотерминальная система – прообраз вычислительной сети

Рисунок В.3. Автономное использование нескольких мини-компьютеров на одном предприятии

Рисунок В.4. Различные типы связей в первых локальных сетях

  Рисунок В.5. Взаимодействие частей распределенного приложения

Рисунок 1.1.Типовые топологии сетей

Рисунок 1.2. Многоуровневый подход – создание иерархии задач

Рисунок 1.3. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Рисунок 1.4. Сетенезависимые и сетезависимые уровни модели OSI

  Таблица 1.1. Соответствие популярных стеков протоколов модели OSI

Модель OSI	IBM/Microsoft	TCP/IP	Novell	Стек OSI
Прикладной	SMB	Telnet, FTP, SNMP, SMTP, WWW	NCP, SAP	X.400, X.500, FTAM
Представительный	Представительный протокол OSI
Сеансовый	NetBIOS	TCP	Сеансовый протокол OSI
Транспортный	SPX	Транспортный протокол OSI
Сетевой		IP, RIP, OSPF	IPX, RIP, NLSP	ES-ES, IS-IS
Канальный	802.3 (Ethernet), 802.5 (Token Ring), FDDI, Fast Ethernet, SLIP, 100VG-AnyLAN, X.25, ATM, LAP-B, LAP-D, PPP
Физический	Коаксиальный кабель, экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно, радиоволны

Рисунок 1.5. Соответствие функций различных устройств сети уровням модели OSI

  Рисунок 2.1. Состав линии связи

Рисунок 2.2. Типы оптического кабеля

Рисунок 3.1. Различные типы модуляции  

 

  Коды B8ZS и HDB3. V-сигнал единицы запрещенной полярности; 1* - сигал единицы корректной полярности, но заменившей 0 в исходном коде

  Рисунок 3.2. Способы дискретного кодирования данных

  Таблица 3.1.Соответствие исходных и результирующих кодов 4В/5В

Исходный код	Результирующий код	Исходный код	Результирующий код

  Рисунок 3.3. Асинхронная (а) и синхронная (б) передачи на уровне байт

Рисунок 3.4. Кадры синхронных протоколов
Рисунок 4.1. Способы выделения начала и конца кадра при синхронной передаче
Рисунок 4.2. Протоколы без установления соединения (а) и с установлением соединения (б)	Рисунок 5.1. Общая структура сети с коммутаций абонента

Рисунок 4.3. Методы восстановления искаженных и потерянных кадров

    Рисунок 5.2. Коммутация на основе частотного уплотнения

Рисунок 5.3. Коммутация на основе разделения каналов во времени  

Рисунок 5.4. Разбиение сообщения на пакеты

  Рисунок 5.5. Коммутация сообщений

Рисунок 6.1. Структура стандартов IEEE 802.x  

  Рисунок 6.2. Кадр LLC упакованный в кадр Ethernet  

Рисунок 6.3. Формат кадра уровня LLC  

  Рисунок 6.4. Структура поля управления в режиме LLC1

  Рисунок 6.5. Структура поля управления в режиме LLC1  

  Рисунок 6.6. Схема возникновения и распространения коллизии

Таблица 6.1. Параметры уровня MAC Ethernet

Параметры	Значения
Битовая скорость	10 Мбит/с
Интервал отсрочки	512 битовых интервалов
Межкадровый интервал (IPG)	9,6 мкс
Максимальное число попыток передачи
Максимальное число возрастания диапазона паузы
Длина jam-последовательности	32 бита
Максимальная длина кадра без преамбулы
Минимальная длина кадра без преамбулы	64 байт (512 бит)
Длина преамбулы	64 бит
Минимальная длина случайной паузы после коллизии	0 битовых интервалов
Максимальная длина случайной паузы после коллизии	524000 битовых интервалов
Максимальное расстояние между станциями сети	2500 м
Максимальное число станций в сети

Рисунок 6.7. К расчету пропускной способности протокола Ethernet  

Рисунок 6.8. Форматы кадров Ethernet  

Рисунок 6.9. Компоненты физического уровня сети стандарта 10 Base-5 в составе трех сегментов

Рисунок 6.10. Структурная схема трансивера  

Рисунок 6.11. Сеть стандарта 10 Base-2  

Рисунок 6.12. Сеть стандарта 10 Base-T: Tx-передатчик; Rx-приемник  

Рисунок 6.13. Иерархическое соединение концентраторов Ethernet

  Рисунок 6.14. Схема с максимальным количеством станций  

Таблица 6.2. Параметры спецификаций физического уровня для стандарта Ethernet

Параметры

10Base-5

10Base-2

10Base-T

10Base-F

Кабель

Толстый коаксиальный кабель RG-8 или RG-11

Тонкий коаксиальный кабель RG-8 или RG-11

Неэкранирован-ная витая пара Категории 3,4,5

Многомодовый волоконно-оптический кабель

Максимальная длина сегмента, м

Максимальное расстояние между узлами сети (при использовании повторителей), м

2500 (2740 для 10Base-FB)

Максимальное число станций в сегменте

Максимальное число повторителей между любыми станциями сети

(5 для 10Base-FB)

Рисунок 6.15. Пример сети Ethernet, состоящий из сегментов различных физических стандартов

Рисунок 6.16. Принцип маркерного доступа  

    Рисунок 6.17. Физическая конфигурация сети Token Ring

Рисунок 6.18. Реконфигурация колец FDDI

Рисунок 6.19. Структура протокола технологии FDDI

Таблица 6.3. Характеристики технологий FDDI, Ethernet, Token Ring

Характеристика	FDDI	Ethernet	Token Ring
Битовая скорость	100 Мбит/с	10 Мбит/с	16 Мбит/с
Технология	Двойное кольцо	Шина/звезда	Звезда/кольцо
Метод доступа	Доля от времени оборота маркера	CSMA/CD	Приоритетная система резервирования
Среда передачи данных	Оптоволокно, неэкранированная витая пара категории 5	Толстый коаксиал, тонкий коаксиал, витая пара категории 3, оптоволокно	Экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно
Максимальная длина сети (без мостов)	200 км (100 км на кольцо)	2500 м	4000 м
Максимальное расстояние между узлами	2 км (не больше 11 дБ потерь между узлами)	2500 м	100м
Максимальное количество узлов	500 (1000 соединений)		260 для экранированной витой пары 72 для неэкранированной витой пары

Рисунок 6.20. Отличия технологии Fast Ethernet от технологии Ethernet

Рисунок 6.21 Структура физического уровня Fast Ethernet

Рисунок 6.22. Двунаправленная передача по четырем парам UTP категории 5 (технология Gigabit Ethernet)

Рисунок 7.1. Иерархия структурированной кабельной системы

Рисунок 7.2. Структура кабельной системы

Рисунок 7.3. Структура кабельной системы этажа и здания

Рисунок 7.4. Концентратор Ethernet

  Рисунок 7.5. Соединение типа «станция-концентратор» и «концентратор-концентратор» на витой паре

Рисунок 7.6. Логическая структуризация сети

Рисунок 7.7. Принцип работы прозрачного моста

Рисунок 7.8. Структура моста

Рисунок 7.9. Параллельная передача кадров коммутатором

Рисунок 7.10. Передача кадра через коммутационную матрицу

Рисунок 7.11. Коммутатор на процессоре общего назначения

Рисунок 7.12. Коммутационная матрица

Рисунок 7.13. Реализация коммутационной матрицы 8 х 8 с помощью двоичных вентилей

Рисунок 7.14. Архитектура коммутатора с общей шиной

Рисунок 7.15. Комбинирование архитектур коммутационной матрицы и общей шины

Рисунок 7.16. Построение покрывающего дерева сети по алгоритму STA

  Рисунок 7.17. Виртуальная сеть

Рисунок 17.18. Виртуальные сети, построенные на одном коммутаторе

  Рисунок 7.19. Сеть с выделенным сервером

Рисунок 7.20. Структура сети со стянутой в точку магистралью

Рисунок 8.1. Архитектура составной сети   Рисунок 8.11. Структура заголовка IP-пакета

Рисунок 8.2. Принципы маршрутизации в составной сети  

Рисунок 8.3. Функциональная модель маршрутизатора

Рисунок 8.4. Стек TCP/IP – основное средство построения составной сети

Рисунок 8.5. Многоуровневая архитектура стека TCP/IP

Рисунок 8.8. Название единиц данных, используемых в TCP/IP

Рисунок 8.6. Соответствие уровней стека TCP/IP семиуровневой модели OSI

Рисунок 8.7. Сетезависимые и сетенезависимые уровни стека TCP/IP

Рисунок 8.9. Структура адреса  

Рисунок 8.10. Построение доменных имен  

Рисунок 8.12. Формат дейтаграммы протокола IPv6

Рисунок 8.13. Пример маршрутизируемой сети  

Рисунок 8.14. Фрагментация IP-пакетов при передаче между сетями с разными максимальными размерами пакетов

Таблица 8.1. Типы ICMP сообщений

Тип	Код	Описание
		Эхо ответ (на команду ping)
		Сеть-адресат недоступна
		Хост-адресат недоступен
		Протокол адресата недоступен
		Порт-адресат не доступен
		Сеть-адресат неизвестна
		Хост-адресат неизвестен
		Гашение источника (борьба с перегрузкой)
		Запрос эха
		Объявление маршрутизатора
		Обнаружение маршрутизатора
		Время жизни истекло
		Неверный IP-заголовок

  Рисунок 8.15. Обмен информацией между маршрутизаторами  

Рисунок 8.16. Структура Ethernet кадра

  Рисунок 9.1. Абоненты глобальной сети

Рисунок 9.2. Пример структуры глобальной сети

Рисунок 9.3. Соединение локальных сетей или компьютеров по выделенному каналу

Таблица 9.1. Иерархия цифровых скоростей
Америка Европа
Обозначе- ние скорости	Количество голосовых каналов	Количество каналов предыдущего уровня	Скорость Мбит/с	Количество голосовых каналов	Количество каналов предыдущего уровня	Скорость Мбит/с
DS-0			0,064			0,064
DS-1			1,544			2,048
DS-2			6,312			8,488
DS-3			44,736			34,368
DS-4			274,176			139,264

Таблица 9.2. Иерархия скоростей технологии SONET/SDH

SDH	SONET	Скорость
-	STS-1, OC-1	51,840 Мбит/с
STM-1	STS-3, OC-3	155,520 Мбит/с
STM-3	STS-9, OC-9	466,560 Мбит/с
STM-4	STS-12, OC-12	622,080 Мбит/с
STM-6	STS-18, OC-18	933,120 Мбит/с
STM-8	STS-24, OC-24	1,244 Гбит/с
STM-12	STS-36, OC-36	1,866 Гбит/с
STM-16	STS-48, OC-48	2,488 Гбит/с

  Рисунок 9.4. Использование для подключения к цифровой выделенной линии

Рисунок 9.5. Инкапсуляция IP-пакетов SLIP-пакеты

Рисунок 9.6. Соединение сетей с помощью выделенного канала

Рисунок 9.7. Службы ISDN

Таблица 9.3. Глобальные сети с коммутацией пакетов

Тип сети	Скорость доступа	Трафик	Примечания
Х.25	1,2–64 Кбит/с	Терминальный	Большая избыточность протоколов, хорошо работает на каналах низкого качества
Frame Relay	от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с	Компьютерный	Хорошо передают пульсации трафика, в основном поддерживают службу постоянных виртуальных каналов
SMDS	1,544–45 Мбит/с	Компьютерный трафик, голос, видео	Сравнительно новые сети, распространены в крупных городах Америки, вытесняются сетями АТМ
АТМ	1,544-155 Мбит/с	Компьютерный трафик, голос, видео	Новые сети, коммерческая эксплуатация началась с 1996 года, пока используются в основном для передачи компьютерного трафика
TCP/IP	1,2-2,048 Кбит/с	Терминальный, компьютерный	Широко распространены в некоммерческом варианте – сети Internet

Рисунок 9.8. Структура сети Х.25  

Рисунок 9.9. Стек протоколов Х.25

Рисунок 9.10. Формат пакета Call Request

Рисунок 9.11. Стек протоколов Frame Relay  

Рисунок 9.12. Структура кадра протокола LAP-F

Рисунок 9.13. Реакция сети на поведение пользователя: R – скорость канала доступа; f₁ – f₄ - кадры

  Рисунок 9. 14. Пример использования сети Frame Relay     Рисунок 9.15. Два типа трафика: а – компьютерный; б - мультимедийный

Таблица 9.4. Классы трафика АТМ

Класс трафика	Характеристика
A	Постоянная битовая скорость – Constant Bit Rate, CBR. Требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными. С установлением соединения. Примеры: голосовой трафик, трафик телевизионного изображения.
B	Переменная битовая скорость – Variable Bit Rate, VBR. Требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными. С установлением соединения. Примеры: компрессированный голос, компрессированное изображение.
C	Переменная битовая скорость – Variable Bit Rate, VBR. Не требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными. С установлением соединения. Примеры: трафик компьютерных сетей, в которых конечные узлы работают по протоколам с установлением соединения: Frame Relay, X.25, LLC2, TCP
D	Переменная битовая скорость – Variable Bit Rate, VBR. Не требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными. Без установления соединения. Примеры: трафик компьютерных сетей, в которых конечные узлы работают по протоколам без установления соединений: IP, Ethernet, DNS, SNMP
X	Тип трафика и его параметры определяются пользователем

Рисунок 9.16. Структура стека протоколов АТМ  

Рисунок 9.17. Распределение протоколов по узлам и коммутаторам сети АТМ  

Рисунок 9.18. Формат ячейки АТМ

Дата добавления: 2015-07-11