- От авторов

- Для кого этот диск
- Структура диска

Введение

Эта книга является результатом опыта пятилетнего преподавания авторами курсов сетевой тематики в Центре информационных технологий в стенах Московского государственного университета. Основу диска составили материалы курсов «Проблемы построения корпоративных сетей», «Основы сетевых технологий», «Организация удаленного доступа», «Сети TCP/IP», «Стратегическое планирование сетей масштаба предприятия» и ряда других. Эти материалы прошли успешную проверку в бескомпромиссной и сложной аудитории, состоящей из слушателей с существенно разным уровнем подготовки и кругом профессиональных интересов. Среди них были студенты и аспиранты вузов, сетевые администраторы и интеграторы, начальники отделов автоматизации и преподаватели. Учитывая специфику аудитории, курсы лекций были построены так, чтобы начинающий получил основу для дальнейшего изучения, а специалист систематизировал и актуализировал свои знания. В соответствии с такими же принципами написана и эта книга (на диске)— она является фундаментальным курсом по компьютерным сетям, который сочетает широту охвата основных областей, проблем и технологий этой быстро развивающейся области знаний с основательным рассмотрением деталей каждой технологии и особенностей оборудования, в котором эта технология реализуется.

Для кого этот диск?

Книга предназначена для студентов, аспирантов и технических специалистов, которые хотят получить базовые знания о принципах построения компьютерных сетей, понять особенности традиционных и перспективных технологий локальных и глобальных сетей, изучить способы создания крупных составных сетей и управления такими сетями.

Книга будет полезна начинающим специалистам в области сетевых технологий, которые имеют только общие представления о работе сетей из опыта общения с персональными компьютерами и, возможно, с сетью Internet, но хотели бы получить базовые знания, позволяющие продолжать изучение сетей самостоятельно.

Сложившимся сетевым специалистам диск может оказать помощь при знакомстве с теми технологиями, с которыми им не пришлось столкнуться в практической работе, а также быть справочным средством, в котором можно найти описание конкретного протокола, формата кадра и т. п.

Студенты всех специальностей могут использовать диск в качестве учебного пособия для общего курса по компьютерным сетям, а для студентов группы специальностей «220000. Информатика и вычислительная техника» диск может служить учебным пособием по специальным дисциплинам.

Структура диска

Книга построена по принципу «спирали познания». Авторы не раз возвращаются к обсуждению отдельных проблем, методов и технологий, но каждый раз на новом уровне.

В главе 1 рассматриваются самые общие вопросы построения вычислительных сетей. Как появились первые сети? Что они могут дать предприятию? Какие сетевые задачи возникают уже при связи двух компьютеров? Какие новые проблемы появляются при увеличении числа связываемых машин? Почему такое важное значение в мире вычислительных сетей придается модели ISO/OSI? И так ли уж принципиально отличие локальных и глобальных сетей? Глава заканчивается обсуждением требований, которые предъявляются к современным вычислительным сетям. И здесь главной задачей является пояснение смысла основных характеристик сети. В каких единицах измеряется производительность сети? В чем отличие масштабируемости от расширяемости? Почему для современной сети так желательно совмещение голосового и компьютерного трафика?

Глава 2 носит вспомогательный характер и представляет собой своего рода учебник в учебнике. В ней детально излагаются современные методы передачи дискретной информации в сетях. Хотя этот материал относится не только к компьютерным сетям, но и к любым системам связи, его наличие дает возможность читателю, не тратя время на просмотр большого количества литературы, получить тот необходимый минимум знаний в таких областях, как теория информации, спектральный анализ, физическое и логическое кодирование данных, обнаружение и коррекция ошибок, без которого трудно глубоко вникнуть в методы построения современных протоколов и коммуникационного оборудования.

В главе 3 даны подробные описания практически всех основных технологий локальных сетей, как традиционных, таких как Ethernet, Token Ring и FDDI, так и новых высокоскоростных, таких как Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, Gigabit Ethernet. Кроме того, рассматриваются некоторые факты истории становления технологий, их стандартизации и развития, помогающие понять место каждой технологии в ряду ей подобных, а также ее перспективы. Для технологий семейства Ethernet приводятся рекомендованные IEEE методики расчета корректности конфигурации сети.

Глава 4 посвящена оборудованию локальных сетей, работающему на физическом и канальном уровнях, — структурированным кабельным системам, сетевым адаптерам, повторителям и концентраторам различных технологий, а также мостам и наиболее динамично развивающемуся классу устройств локальных сетей — коммутаторам. Наряду с потребительскими характеристиками коммутаторов приведены типовые схемы их внутренней организации, рассмотрена поддержка ими резервных связей на основе протокола Spanning Tree, а также одна из наиболее перспективных технологий, реализованная в коммутаторах, — технология виртуальных сетей VLAN. Большое внимание в главе уделяется методам логической структуризации сетей, рассматриваются причины повышения производительности, надежности и управляемости сетей, разделенных на логические сегменты.

В главе 5 рассмотрены вопросы построения составных сетей, а также наиболее сложные и интересные сетевые устройства — маршрутизаторы. Центральное место в главе занимает реализация общих принципов и идей межсетевого взаимодействия (internetworking) в IP-сетях. Описываются различные аспекты адресации: способы отображения локальных, сетевых и символьных адресов, использование масок и современных методов агрегирования IP-адресов в Internet, а также способы автоматического конфигурирования узлов. Детально рассмотрена работа протокола IP по продвижению и фрагментации пакетов, изучается общий формат таблицы маршрутизации и примеры ее частных реализаций в программных и аппаратных маршрутизаторах различных типов. Приводится подробное описание протоколов маршрутизации RIP и OSPF, анализируются области применимости этих протоколов и возможности их комбинирования. Всестороннее рассмотрение в главе 5 протоколов стека TCP/IP придает ей самостоятельное значение введения в IP-сети. Главу завершает описание типов и основных характеристик маршрутизаторов, вариантов их внутренней организации, а также методов комбинирования функций коммутации и маршрутизации в одном устройстве — коммутаторе 3-го уровня.

Глава 6 целиком посвящена глобальным сетям. Так как технологии, оборудование и даже терминология этих сетей являются весьма специфическими, то читатель возвращается в некоторой степени к сетевым «азам», несмотря на то, что он уже изучил достаточно много сложных вопросов и поднялся сравнительно высоко по уровням модели OSI. Подробно изучается основа любой территориальной сети — выделенные аналоговые и цифровые каналы, технологии первичных сетей FDM, PDH и SONET/SDH, позволяющие создавать такие каналы, соответствующее оборудование доступа — модемы различных типов и цифровые устройства DSU/CSU, а также — протоколы канального уровня HDLC, РРР и SLIP. Глава содержит описание широкого спектра технологий глобальных сетей — как классических Х.25, так и более современных ISDN, frame relay и ATM. Наряду с детальным рассмотрением архитектуры, протоколов и услуг сетей каждого типа изучается техника передачи данных на основе виртуальных каналов, отличающая эти технологии от технологий локальных сетей. Глава завершается рассмотрением схем и средств удаленного доступа, позволяющих домашним и мобильным пользователям разделять ресурсы корпоративной сети.

В главе 7, завершающей диск, рассматриваются системы управления сетями. Эти сложные, громоздкие и дорогостоящие системы всегда вызывают много вопросов: В каких случаях их применение оправдано? Что делает платформа управления? Возможно ли создание единой системы управления для разнородной сети, построенной на оборудовании разных производителей? Приведенный в главе материал знакомит читателя с набором функций, который должен поддерживаться системой управления в соответствии с международными стандартами, архитектурой систем управления крупными разнородными сетями, назначением платформ управления. Детально описываются протоколы SNMP, CMIP и структура стандартных управляющих баз MIB-I, MIB-II и RMON MIB, встраиваемых в оборудование. Глава завершается рассмотрением портативных приборов, выполняющих функции мониторинга сети.

Авторы стремились сделать работу читателя с диском максимально эффективной. Подробный индексный указатель позволяет быстро найти интересующий материал по одному из многочисленных терминов, используемых в сетевой индустрии. Каждый раздел завершается выводами, которые призваны сконцентрировать внимание читателя на главных идеях, темах и результатах раздела, помогая ему не упустить из виду главное за обилием, хотя и полезных, но частных фактов и деталей. В конце каждой главы помещены вопросы и упражнения для проверки степени усвоения основных концепций, а в отдельных случаях и для углубления понимания некоторых идей. Ответы на некоторые из этих вопросов вы найдете в приложении к книге.

Авторы осознают, что ряд важных вопросов, относящихся к компьютерным сетям, не был рассмотрен в данной книге. Прежде всего, это сетевые операционные системы и их ключевые службы, такие как справочная служба и служба безопасности, а также методы и средства согласования неоднородных сетей. Объединение этих тем с рассмотрением транспортных аспектов компьютерных сетей, составивших ядро этой книги, неизбежно привело бы к чрезмерному росту ее объема. В настоящее время авторы работают над новой книгой, которая является логическим продолжением этого учебника и посвящена сетевым операционным системам и сетевым службам.