Інформатика:комп'ютерні мережі
Матеріал з USIC Wiki
|
Ця стаття не відповідає вимогам оформлення або повноти інформації. Будь ласка виправте її. |
|
Ця стаття відноситься до групи довідкових статей для студентів ФІН. |
Internet, головні принципи побудови та використання.
ОК, Интернет состоит из большого кол-ва автономных систем, которые связываются между собой по протоколам внешней маршрутизации (EGP, External Gateway Protocol). Единственным ныне используемым EGP является BGP, Border Gateway Protocol. Автономная система (AS) — это система IP-сетей и маршрутизаторов, управляемых одним или несколькими операторами, имеющими единую политику маршрутизации с Интернет.
Принципы использования Интернет - для подключения к Интернет необходимо иметь собственную автономную систему и доступ к международным магистральным каналам или подключение к АС какой-либо организации (провайдера), имеющей подключение к Интернет. Еще стоит упомянуть службу DNS (Domain Name Service). DNS занимается преобразованием доменных имен (вида usic.org.ua) в соответствующие IP-адреса.
Поняття гіпертексту; Основні елементи мови HTML.
HTML – мова, за допомогою якої пишуться WEB-сторінки, мова розмітки гіпертексту. Мова має набір тегів (слова). За допомогою тегів забезпечується зображення. Головні теги HTML: HTML – перший блок у HTML-файлі, який містить інфо, яка виводиться як назва вікна. Head – заголовок. Hx – (х – цифри 1-6). Заголовки до 6 рівня вкладеності. Чим менше число, тим більший заголовок (літери) Р – абзац. Рядки будь-якої довжини можуть бути використані в HTML. Довжина рядка (72-80)символів як рекомендація. Броузери самі розбивають текст на рядки, які влазять у вікно. Bullet – маркірований список. Теги – рядки, лінії гориз та верт. Основна структура HTML-файла: <html> <head><title> Homepage </title></head> <body> </body> </html>
Поняття моделі відкритої системи та стеку протоколів. Концепція еталонної моделі OSI.
Открытая система - аппаратура и/или программное обеспечение, которое обеспечивает переносимость и совместимость с другими компьютерными системами.
Стек протоколов — набор взаимодействующих сетевых протоколов. Почему именно стек - потому что это набор именно протоколов, действующих друг поверх друга, иерархия протоколов. Технически это значит, что данные протоколов верхних уровней инкапсулируются в PDU (Protocol Data Unit) протокола нижнего уровня. Например, сегмент TCP инкапсулируется в пакет IP, тот в свою очередь впихивается в кадр Ethernet. Итоговый набор данных, отсылаемый по сети, выглядит как такая себе луковица, где кожурой являются служебные данные протоколов каждого уровня и прежде, чем передавать данные приложениям, каждый протокол принимающей стороны должен обработать свой кусок данных, убрать их и передать это все "наверх".
Эталонная модель OSI - семиуровневая модель взаимодействия открытых систем. Вкратце по уровням, начиная с самого нижнего, 1-го. Обычно используется для иллюстрации каких-либо концепций сетевой архитектуры. Уровни OSI подробно рассмотрены в соответствующем пункте, здесь останавливаться не буду. Также был реализован стек протоколов OSI, но из-за своей громоздкости так и не был широко введен в эксплуатацию.
Отмечу - следует различать эталонную модель и стек протоколов. Эталонная модель - исключительно теоретическое построение, в то время как стек протоколов - конкретная реализация данной модели. В настоящее время существуют 2 эталонные модели, OSI и TCP/IP и два соответствующих стека протоколов. Путать эти понятия не стоит.
Програмування для комп’ютерних мереж. Засоби програмування серверів.
Основным понятием в программировании для сетей является т.н. socket, представляющий из себя комбинацию ІР-адреса и порта (с уточнением применяемого при этом транспортного протокола). Порт открывается для прослушивания на компьютере с таким-то IP-адресом - так получается сокет. Открыв порт на компьютере и сделав процедуры обработки принимаемых данных, мы получаем сервер. Отправляются данные, соответственно, тоже на сокеты.
Средства - gcc+vim/emacs, Visual Studio, C++ Builder, <IDE of choice> :)
Стек протоколів TCP/IP: топологічні особливості, функції рівнів.
Эталонная модель и стек протоколов TCP/IP являются собственно той основой, на которой работает Интернет и подавляющее количество современных компьютерных сетей. Отличается от OSI меньшим кол-вом уровней, а именно их в ней от 4 до 5 (иногда выделяют канальный, иногда нет). Функции уровней подробно расписаны в другом вопросе.
Поняття мереж комутації: пакетів, каналів, повідомлень. Контроль перевантажень в мережах комутації пакетів.
Сеть с коммутацией каналов (circuit-switched network) - простейший пример такой сети - обычная телефонная сеть. Под каждый разговор выделяется канал DS0 шириной в 64 Кбит/с, эта пропускная способность занята не зависимо от активности вашей беседы. Можно хоть молчать в трубку полчаса, но канал все равно будет занят и никто больше не сможет его использовать. Примеры - PSTN, выделенные линии, ISDN. Сеть с коммутацией пакетов (packet-switched) - на втором уровне OSI это сети на протоколах Х.25, АТМ, Frame Relay, MPLS, Ethernet. В сетях данного типа каждому пользователю выделяется виртуальный канал (Private virtual circuit, PVC) и сеть рассматривается как "облако", а данные разбиваются на порции (ячейки АТМ,кадры FR...) и узлы сети передают данные порциями, а не сплошным потоком, как сети с коммутацией каналов. В результате один физический канал может использовать любое кол-во клиентов. А если подняться на один уровень абстракции (ну или модели OSI) выше - то сети, основанные на протоколе IP - это тоже сети с коммутацией пакетов. Короче, практически все сети передачи данных, рассчитанные именно на взаимодействие компьютеров - это как раз пакетные сети. Сеть с коммутацией сообщений. К данному типу относятся, например, Фидонет, UUCP, телекс, e-mail, SMS. Исторически данный тип предшествовал сетям с коммутацией пакетов; в них данные передаются не фрагментами, а целыми сообщениями. Из методов передачи используется , соответственно, только store-and-forward. Собственно, ныне используемые сети такого типа - исключительно уровня приложений. Как-то e-mail и SMS.
Контроль загрузки в пакетных сетях - я так понимаю, тут имеется в виду Frame Relay congestion control. Соответственно, это биты BECN и FECN (Backward/Forward Explicit Congestion Notification) в кадре FR. Используются, когда какой-либо канал сети перегружен. ФЕКН ставится на биты, принимаемые рутером с канала, БЕКН - на пересылаемые по каналу. Соответственно, это что-то вроде крика "Вы там что, охренели столько слать? Умерьте пыл!". Еще один способ - это CIR и EIR (Committed/Extended Information Rate), скорости, оговариваемые с провайдером. Первое - это гарантированная скорость, второе - "если канал позволяет". На все кадры, превышающие CIR, ставится бит DE, Discard Eligibility, позволяющий узлам сети дропать пакеты с этим битом при возникновении заторов.
Основні види протоколів, що застосовуються в мережах.
Честно говоря, я вообще немного хз, что тут писать о_О
Ну, попробуем. Что нагуглили, то и напишем. Правда, нагугленное больше похоже на ересь, но то фигня :)
Аппаратные протоколы - включают в себя протоколы 1 и 2 уровня ОСИ, то, что напрямую занимается передачей данных. То есть, кодирование информации в сигналы и низкоуровневый доступ к передающей среде. Включает в себя всякие там Ethernet, PPP, RS-232, xDSL и прочие.
Протоколы управления пакетами - 3 уровень ОСИ, занимаются логистикой, так сказать, сообщений и контролем ошибок в локальной сети/Интернете. Сюда можно включить IP и ICMP и протоколы маршрутизации.
Протоколы межуровневой коммуникации - вещи вроде ARP/RARP, занимающегося установлением соответствий между МАС-адресом и IP-адресом.
Транспортные протоколы - TCP, UDP, RTP etc. Контроль соединений между узлами сети. 4 уровень.
Протоколы межпроцессного взаимодействия - RPC, CORBA и проч., то, что занимается, например, взаимодействием серверов с удаленными клиентами. 5 уровень, сессионный
Протоколы управления сетью - то, что упрощает настройку и эксплуатацию сети, вроде DHCP и SNMP. Обычно в районе 7-го уровня.
Протоколы уровня приложений - конкретно те протоколы, которые используются пользовательскими приложениями, вроде там HTTP, POP3, FTP etc. Соответственно, 7 уровень, приложений.
Поняття надійності систем телеобробки та комп’ютерних мереж. Поняття класів безпеки. Міжсітьові екрани. Proxy-сервери, брандмауери.
Надежность - степень доступности сервиса. Например, ныне стало модно добиваться так называемых "пяти девяток", то есть 99,999% надежности и доступности сервиса. То есть, downtime порядка несколько минут в год.
Классы безопасности - это из Orange Book, нацстандарта США по безопасности комп. систем. Существует 6 классов безопасности, С1,С2,B1,В2,В3,A1 (по возрастанию защищенности). Также выделяют D для систем, которые не отвечают требованиям ни одного из классов. Дам здесь вкратце определения, поскольку все раписывать долго.
C - произвольное управление доступом.
B - принудительное управление доступом.
A - верифицируемая безопасность.
Межсетевой экран/брандмауэр - комплекс аппаратных и/или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов на различных уровнях модели OSI в соответствии с заданными правилами.
Прокси-сервер — служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам.
Поняття: повторювачі, мости, маршрутизатори, шлюзи та їх місце в профілі OSI.
Повторитель (репитер) - просто усиливает сигнал, идущий по кабелю. Все банально. Используется для преодоления ограничений на длину сегмента кабеля (например, для витой пары это 100 м). Увы, это устройство 1 уровня модели OSI, потому информацию он никак не обрабатывает и ошибок не исправляет. К тому же, усиливается не только сигнал, но и шум. В современных сетях используется относительно редко, исключая, возможно, вариант оптических магистралей.
Концентратор (хаб) - в вопросе не упомянут, но пусть будет. В сущности - многопортовый повторитель. Используется для создания физических топологий типа "звезда". Но логическая топология - все равно "шина", поскольку все компьютеры разделяют один канал и возможны коллизии, ситуации, в которых 2 машины начинают передавать одновременно. В таком случае пакеты "сталкиваются", поскольку хаб пересылает все данные, которые на него приходят, на все порты.
Мост - устройство 2 уровня, используется для сегментирования доменов коллизий. Обычно имеет от 2 до 8 портов. Фильтрует кадры (фреймы) Ethernet на основании МАС-адреса. Держит в памяти таблицу соответствий МАСов портам и пересылает приходящие кадры на соответствующие порты. В случае, если приходит кадр с неизвестным МАСом назначения, рассылает кадр по всем портам, кроме того, с которого кадр пришел. Коммутацию осуществляет на уровне ПО. Теоретически функции моста может выполнять даже обычный компьютер. Как минимум, в ядре Линукса такое есть.
Коммутатор (свич) - улучшенный очень многопортовый (до сотен портов) мост. Является устройством второго уровня, но шибко умные (многоуровневые) свичи могут работать и с функциями 3 и 4 уровней OSI. В отличие от предыдущих устройств поддерживает полнодуплексную передачу данных (по одному каналу одновременно и принимать, и передавать данные). Уменьшает домены коллизий до минимума (на одно устройство один collision domain), благодаря чему в коммутируемых сетях понятие коллизии по сути не встречается. Коммутация пакетов осуществляется на аппаратном уровне, специальными логическими микросхемами, благодаря чему повышается производительность в сравнении с мостами. Также способны при помощи виртуальных сетей (VLAN) сегментировать широковещательные домены.
Маршрутизатор (роутер) - устройство третьего (иногда и 4) уровня, основной функцией которого является определение кратчайшего пути для пакета в сети и его перенаправление за пределы широковещательного сегмента сети. Сегментируют широковещательные домены весьма простым образом - маршрутизаторы не обрабатывают броадкасты за некоторыми исключениями вроде DHCP при условии специальной конфигурации. В функции роутера также могут входить безопасность, контроль качества обслуживания и некоторые другие. Маршрутизатор может быть как специализированным устройством, так и обычным компьютером с несколькими сетевыми интерфейсами (не обязательно только сетевыми картами).
Шлюз - англовики говорит нам, что шлюз - это некое устройство, занимающееся преобразованием данных от одного протокола в другой. Могут работать на всех 7 уровнях эталонной модели. Шлюз - это узел сети, являющийся точкой входа в другую сеть. Обычно шлюзами выступают маршрутизаторы или специально настроенные компьютеры. "Шлюз по умолчанию" - узел, пересылающий информацию из локальной сети во "внешний мир", ему отправляется та информация, которая не может быть обработана локально. Хотя теоретически модем тоже можно считать шлюзом, преобразовывающим информацию, например, с RS-232 (COM-порт) в PCM (телефонные сигналы). Это пример "шлюза" 1 уровня. Шлюз 2 уровня преобразовывает данные из формата, например, Token Ring в Ethernet. Соответственно, 3 уровень - из IP в IPX, и так далее.
