Велихов А.В. , Строчников К.С., Кошкин. Б.Л. Компьютерные сети: Учебное пособие по администрированию локальных и объединенных сетей
Подождите немного. Документ загружается.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ПО АДМИНИСТРИРОВАНИЮ
ЛОКАЛЬНЫХ И
ОБЪЕДИНЕННЫХ СЕТЕЙ
Рекомендуется в качестве дополнительного учебного пособия
студентам высших учебных заведений по дисциплине
«Компьютерные сети и телекоммуникации»
УДК 373.167.1
ББК 22.151я72
К143
ISBN 5832104523 © Букпресс, 2006
К143 Компьютерные сети: Учебное пособие по администрированию
локальных и объединенных сетей/ А. В. Велихов, К. С. Строчников, Б. Л.
Кошкин. — 304 с. — М.: Букпресс, 2006. — (Библиотека учебной
литературы пользователя персонального компьютера). — ISBN
5832104523.
В этом курсе лекций рассмотрены объединенные и локальные сети. На основе пройденного материала
автор исследует российские компьютерные сети Relcom, Sovam Teleport, SprintRussia, GlasNet, RUNNet,
FREEnet, RELARNIP, RadioMSU и RSSI. С помощью этого пособия читатель научится управлять объе
диненными и локальными сетями, ориентироваться в различных сетевых протоколах, узнает как устроены
локальные сети на основе коммутаторов. В конце книги приведен простой пример работы локальной сети,
состоящей из двух компьютеров, а также глоссарий сетевых терминов.
Издание рекомендуется в качестве дополнительного учебного пособия студентам высших учебных за
ведений по дисциплине «Компьютерные сети и телекоммуникации».
УДК 373.167.1
ББК 22.151я72
А в т о р ы
А. В. Велихов, К. С. Строчников, Б. Л. Кошкин
Издание подготовлено под редакцией
доктора физикоматематических наук В. С. Брябрина
Серия книг «Библиотека учебной литературы
пользователя персонального компьютера»
основана в 2006 году
Содержание
Лекция 1: Локальные сети
Основы управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Концентраторы и маршрутизаторы против коммутаторов . . . . . . . . . . . .8
Коммутация кадров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Локальные мосты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Принципы коммутации сегментов и узлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Полнодуплексные протоколы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
ATMкоммутация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Особенности коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Характеристики производительности коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . .36
Дополнительные возможности коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Управление коммутируемыми сетями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Типовые схемы применения коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Стянутая в точку магистраль на коммутаторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Распределенная магистраль на коммутаторах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Модели коммутаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Лекция 2: Объединенные сети
Эталонная модель OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
Основы маршрутизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Основы объединения сетей с помощью мостов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Ethernet/IEEE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
Token Ring и IEEE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
FDDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
UltraNet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
HSSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
PPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
ISDN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
Содержание
301
SDLC и его производные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
X25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
Frame Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
SMDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
AppleTalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
DECnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
Протоколы Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153
Протоколы NetWare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .159
Протоколы OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
Banyan VINES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170
Xerox Network Systems (XNS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
RIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
IGRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
OSPF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
EGP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
BGP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
Маршрутизация OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202
Прозрачное объединение сетей с помощью мостов . . . . . . . . . . . . . . . .209
Объединение сетей с помощью мостов
«ИсточникМаршрут» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214
Объединение смешанных носителей с помощью мостов . . . . . . . . . . .215
SNMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
Управление сетями IBM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
Лекция 3: Российские компьютерные сети
Relcom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
Sovam Teleport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235
SprintRussia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Сеть GlasNet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Сеть RUNNet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Сеть FREEnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239
Ассоциация RELARN и сеть RELARNIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240
Содержание
302
Сеть RadioMSU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241
Сеть RSSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242
Практикум
Локальная сеть из двух компьютеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243
Что нужно знать для экзамена
Глоссарий сетевых терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
Список использованныъх материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299
Содержание
303
О серии книг
«БИБЛИОТЕКА УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА»
Серия основана в 2006 году для решения комплекса задач, связанных с внедрением
различных информационных технологий на издательском рынке России
и странах СНГ.
Создатели серии исходили из того, что сегодняшний издательский рынок
требует наличия качественных учебных пособий и книг.
Авторы этой серии, обладая большим практическим опытом преподавания по
широкому спектру слушателей (от студентов первых курсов до преподавателей
университетов), подготовили необходимые материалы к изданию.
Интересы наших авторов достаточно разнообразны, в чем можно убедиться,
ознакомившись с их книгами.
Лекция 1: Локальные сети
Основы управления
Как только компании поняли, что сетевая технология обеспечивает
им сокращение расходов и повышение производительности, они начали
устанавливать новые и расширять уже существующие сети почти с такой
же скоростью, с какой появлялись новые технологии сетей и изделия для
них. При этом стали очевидными проблемы, число которых все более уве
личивалось, связанные с этим ростом, особенно у тех компаний, которые
применили много разных (и несовместимых) технологий сети.
Основными проблемами, связанными с увеличением сетей, явля
ются каждодневное управление работой сети и стратегическое планиро
вание роста сети. Характерным является то, что каждая новая технология
сети требует свою собственную группу экспертов для ее работы и под
держки. Стратегическое планирование роста этих сетей превратилось в
какойто кошмар. Одни только требования к числу персонала для управ
ления крупными гетерогенными сетями привели многие организации на
грань кризиса. Насущной необходимостью стало автоматизированное
управление сетями (включая то, что обычно называется «планированием
возможностей сети»), интегрированное по всем различным окружениям.
Архитектура управления сети
Большинство архитектур управления сети используют одну и ту же
базовую структуру и набор взаимоотношений. Конечные станции (man
aged devices — управляемые устройства), такие как компьютерные систе
мы и другие сетевые устройства, прогоняют программные средства, поз
воляющие им посылать сигналы тревоги, когда они распознают
проблемы. Проблемы распознаются, когда превышен один или более по
рогов, заданных пользователем. Management entities (управляющие объ
екты) запрограммированы таким образом, что после получения этих сиг
налов тревоги они реагируют выполнением одного, нескольких или
группы действий, включающих:
n Уведомление оператора
n Регистрацию события
n Отключение системы
n Автоматические попытки исправления системы
Лекция 1: Локальные сети
4
Управляющие объекты могут также опросить конечные станции,
чтобы проверить некоторые переменные. Опрос может быть автоматиче
ским или его может инициировать пользователь. На эти запросы в управ
ляемых устройствах отвечают «агенты». Агенты — это программные моду
ли, которые накапливают информацию об управляемом устройстве, в
котором они расположены, хранят эту информацию в «базе данных уп
равления» и предоставляют ее (проактивно или реактивно) в управляю
щие объекты, находящиеся в пределах «систем управления сети» (NMSs),
через протокол управления сети. В число известных протоколов управле
ния сети входят «the Simple Network Management Protocol (SPMP)» (Про
токол Управления Простой Сети) и «Common Management Information
Protocol (CMIP)» (Протокол Информации Общего Управления).
«Management proxies» (Уполномоченные управления) — это объекты, ко
торые обеспечивают информацию управления от имени других объектов.
Модель управления сети ISO
ISO внесла большой вклад в стандартизацию сетей. Модель управ
ления сети этой организации является основным средством для понима
ния главных функций систем управления сети. Эта модель состоит из 5
концептуальных областей:
n Управление эффективностью
n Управление конфигурацией
n Управление учетом использования ресурсов
n Управление неисправностями
n Управление защитой данных
Управление эффективностью
Цель управления эффективностью — измерение и обеспечение раз
личных аспектов эффективности сети для того, чтобы межсетевая эффек
тивность могла поддерживаться на приемлемом уровне. Примерами пере
менных эффективности, которые могли бы быть обеспечены, являются
пропускная способность сети, время реакции пользователей и коэффици
ент использования линии.
Управление эффективностью включает несколько этапов:
n Сбор информации об эффективности по тем переменным,
которые представляют интерес для администраторов сети.
n Анализ информации для определения нормальных (базовая
строка) уровней.
n Определение соответствующих порогов эффективности для
каждой важной переменной таким образом, что превышение
Лекция 1: Локальные сети
5
этих порогов указывает на наличие проблемы в сети,
достойной внимания.
Управляемые объекты постоянно контролируют переменные эф
фективности. При превышении порога эффективности вырабатывается и
посылается в NMS сигнал тревоги.
Каждый из описанных выше этапов является частью процесса уста
новки реактивной системы. Если эффективность становится неприемле
мой вследствие превышения установленного пользователем порога, сис
тема реагирует посылкой сообщения. Управление эффективностью
позволяет также использовать проактивные методы. Например, при про
ектировании воздействия роста сети на показатели ее эффективности мо
жет быть использован имитатор сети. Такие имитаторы могут эффектив
но предупреждать администраторов о надвигающихся проблемах для
того, чтобы можно было принять контрактивные меры.
Управление конфигурацией
Цель управления конфигурацией — контролирование информации
о сетевой и системной конфигурации для того, чтобы можно было отсле
живать и управлять воздействием на работу сети различных версий аппа
ратных и программных элементов. Так как все аппаратные и программ
ные элементы имеют эксплуатационные отклонения, погрешности, или
то и другое вместе, которые могут влиять на работу сети, такая информа
ция важна для поддержания гладкой работы сети.
Каждое устройство сети располагает разнообразной информацией о
версиях, ассоциируемых с ним. Например, АРМ проектировщика может
иметь следующую конфигурацию:
n Операционная система
n Интерфейс Ethernet
n Программное обеспечение TCP/IP
n Программное обеспечение NetWare
n Программное обеспечение NFS
n Контроллер последовательных сообщений
n Программное обеспечение Х.25
n Программное обеспечение SNM
Чтобы обеспечить легкий доступ, подсистемы управления конфигу
рацией хранят эту информацию в базе данных. Когда возникает какаяни
будь проблема, в этой базе данных может быть проведен поиск ключей,
которые могли бы помочь решить эту проблему.
Лекция 1: Локальные сети
6
Управление учетом использования ресурсов
Цель управления учетом использования ресурсов — измерение па
раметров использования сети, чтобы можно было соответствующим обра
зом регулировать ее использование индивидуальными или групповыми
пользователями. Такое регулирование минимизирует число проблем в се
ти (так как ресурсы сети могут быть поделены исходя из возможностей ис
точника) и максимизировать равнодоступность к сети для всех пользова
телей.
Как и для случая управления эффективностью, первым шагом к со
ответствующему управлению учетом использования ресурсов является
измерение коэффициента использования всех важных сетевых ресурсов.
Анализ результатов дает возможность понять текущую картину использо
вания. В этой точке могут быть установлены доли пользования. Для до
стижения оптимальной практики получения доступа может потребо
ваться определенная коррекция. Начиная с этого момента, последующие
измерения использования ресурсов могут выдавать информацию о
выставленных счетах, наряду с информацией, использованной для
оценки наличия равнодоступности и оптимального коэффициента
использования источника.
Управление неисправностями
Цель управления неисправностями — выявить, зафиксировать, уве
домить пользователей и (в пределах возможного) автоматически устра
нить проблемы в сети с тем, чтобы эффективно поддерживать работу се
ти. Так как неисправности могут привести к простоям или недопустимой
деградации сети, управление неисправностями, по всей вероятности, яв
ляется наиболее широко используемым элементом модели управления
сети ISO.
Управление неисправностями включает в себя несколько шагов:
n Определение симптомов проблемы.
n Изолирование проблемы.
n Устранение проблемы.
n Проверка устранения неисправности на всех важных
подсистемах.
n Регистрация обнаружения проблемы и ее решения.
Управление защитой данных
Цель управления защитой данных — контроль доступа к сетевым
ресурсам в соответствии с местными руководящими принципами, чтобы
сделать невозможными саботаж сети и доступ к чувствительной инфор
мации лицам, не имеющим соответствующего разрешения. Например,
Лекция 1: Локальные сети
7