Эволюция компьютерных сетей

Эволюция компьютерных сетей

• Компьютерные сети появились в конце 1960-х годов, развиваясь из телефонных сетей.
• Первые компьютеры (1950-е) были большими, дорогими и предназначены для небольшого числа пользователей.
• В 1960-х годах начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени.
• Закон Гроша (производительность пропорциональна квадрату стоимости) влиял на потребность в локальных сетях.
• Потребность в подключения компьютеров на больших расстояниях привела к появлению глобальных сетей.
• ARPANET (1960-е) была первой глобальной сетью, предшественницей сети Internet.
• В начале 1970-х годов интегральные схемы позволили создать более мощные и дешевые компьютеры, что изменило потребности в сетях.
• Появление локальных сетей (LAN) было связано с необходимостью объединения нескольких компьютеров в предприятиях.

Модель обмена данными OSI

• Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI определяет общий принцип работы сетевых процессов.
• Открытая система построена согласно общедоступным спецификациям.
• Первые модели обмена данными между хостами зависели от производителя.
• Разделение прикладного ПО и ПО для обмена данными позволило внедрять новые технологии.
• Для использования ПО и оборудования от разных поставщиков необходим многоуровневый подход с чёткими правилами взаимодействия между уровнями.

Почему многоуровневая модель?

• Снижение сложности.
• Стандартизация интерфейсов.
• Упрощение модульного проектирования.
• Обеспечение совместимости технологий.
• Ускорение эволюции технологических решений.
• Упрощение обучения.
• Физический уровень: описывает электрические, механические и функциональные параметры устройств.
• Канальный уровень: определяет форматирование и контроль доступа к среде.
• Сетевой уровень: обеспечивает соединение устройств в разных сетях.
• Транспортный уровень: отвечает за надежную доставку данных.
• Сеансовый уровень: управляет сеансами связи.
• Представления уровень: обеспечивает представление данных.
• Прикладной уровень: обеспечивает пользовательский интерфейс приложения.

Сетевые адаптеры

• Это основная составляющая локальной сети, обеспечивающая соединение компьютера с сетью.
• Осуществляют преобразование логических сигналов в сетевые и наоборот.
• Организуют доступ к сети согласно установленному методу управления обменом.
• Обеспечивают подсчёт контрольной суммы пакетов при передаче и приёме.

Витая пара

• Это наиболее распространённый тип кабеля.
• Скрученные пары проводов позволяют снизить электромагнитные помехи.
• Используются разные категории кабелей (Cat 5, Cat 5e, Cat 6) с различной полосой пропускания.

Коаксиальный кабель

• Используется в сетях с топологией "шина".
• Имеет центральный проводник, изоляцию и оплетку.
• Больше распространён толстый кабель, но гибче тонкий.
• Отличается большой полосой пропускания и большей помехоустойчивостью по сравнению с витой парой.

Оптоволоконный кабель

• Использует световые волны для передачи данных.
• Невосприимчив к электромагнитным помехам.
• Имеет очень высокую полосу пропускания.
• Довольно дороги в производстве и монтаже по сравнению с остальными.
• Многомодовый и одномодовый.

Бескабельные каналы связи

• Передача данных по радиоволнам.
• Стандарты передачи данных по радиоволнам.
• Используются для беспроводного подключения устройств.

Работа сети на разделяемой среде

• Информация передаётся небольшими порциями - пакетами.
• Структура и размер пакетов зависят от стандарта, топологии и используемой среды передачи.
• Управляющая информация расположена в пакете для поддержки работы устройств сетей.

Классы концентраторов

•   Классические концентраторы повторяют поступающие сигналы, передавая их всем подключённым устройствам.
• Концентраторы более высокого класса могут преобразовывать сигналы разных типов.
• Концентраторы обеспечивают деление зоны конфликта.

Правила моделей

• Первая модель формулирует правила соединения компьютеров и сегментов.
•   Вторая модель учитывает временные характеристики сети, чтобы предотвратить конфликты.

Методика расчёта

• Расчёт пути максимальной длины для определения работоспособности сети.
• Определение временных характеристик (задержка сигнала, пакетный интервал) для разных сегментов сети.
• Сравнение итоговой задержки сигнала с допустимой величиной.