Компьютерные сети. 5-е издание

Грубо говоря, все сети могут быть разделены на локальные, региональные, глобальные и объединенные. Локальные сети обычно охватывают здание и работают с очень высокой скоростью. Региональные обычно охватывают город — примером тому могут служить сети кабельного телевидения, используемые в последнее время для доступа в Интернет. Глобальные сети охватывают страну или континент. Некоторые из технологий, используемых, чтобы создать эти сети, являются двухточечными (например, кабель), другие — широковещательными (например, беспроводные). Сети могут быть связаны с маршрутизаторами, чтобы сформировать объединенные сети, из которых Интернет — самый большой и самый известный пример. Беспроводные сети, например 802.11 ЛВС и 3G мобильная телефония, также становятся чрезвычайно популярными.

Сетевое программное обеспечение строится вокруг протоколов, или правил, по которым процессы обмениваются информацией. Большая часть сетей поддерживает иерархию протоколов, в которой каждый уровень предоставляет услуги вышестоящему уровню, не раскрывая ему подробностей своей работы. Стек протоколов обычно базируется на модели OSI или модели TCP/IP. В обеих моделях имеется канальный, сетевой, транспортный и прикладной уровень, но они различаются в остальных уровнях. Вопросы разработки включают в себя уплотнение каналов, управление передачей, обнаружение ошибок и т. д. Вопросы проектирования включают надежность, распределение ресурсов, рост, безопасность и др. В книге уделяется много внимания протоколам и их проектированию.

Итак, сети предоставляют пользователям различные услуги. Эти услуги могут варьироваться от низкоприритетной сетевой доставки без установления соединения до гарантируемой доставки с установлением соединения. В некоторых сетях на одних уровнях используют первый из этих принципов, на других (более низких) — второй.

К хорошо известным сетям относятся Интернет, мобильные телефонные сети третьего поколения и сети стандарта 802.11. Сеть Интернет выросла из ARPANET, к которой был добавлен ряд других сетей. Таким образом, Интернет является объединенной сетью, Сетью сетей, число которых сегодня измеряется тысячами, использующей стек протоколов TCP/IP. Сеть мобильной связи 3G обеспечивает беспроводный и мобильный доступ к Интернету на скорости нескольких мегабит в секунду, и, конечно, переносит и голосовые вызовы. Беспроводные ЛВС, основанные на стандарте IEEE

802.11, развернуты во многих домах и кафе и могут обеспечить связь на уровнях свыше 100 Мбит/с. Появляются и новые виды сетей, такие как встроенные сенсорные сети и сети, основанные на технологии RFID.

Для того чтобы миллионы компьютеров могли общаться друг с другом, нужны как аппаратные, так и программные стандарты. Разрабатываются они такими организациями, как ITU-T, ISO, IEEE и IAB. Каждая из них работает в своей области, и все вместе они реализуют процесс стандартизации компьютерных сетей.

Вопросы

1.    Представьте, что вы научили свою собаку, сенбернара Берни, приносить вам коробку с тремя 8-мм магнитными лентами вместо бутылки бренди. (Потому что с некоторых пор вы стали рассматривать заканчивающееся место на жестком диске как трагедию.) На каждой ленте помещается 7 Гб информации. Собака обучена бежать к вам, где бы вы ни находились, со скоростью 18 км/ч. В каком диапазоне расстояний скорость передачи данных собакой будет выше, чем у линии, чья фактическая скорость работы составляет 150 Мбит/с? Как изменится ваш ответ, если (а) скорость Берни увеличится в два раза; (б) емкость каждой ленты увеличится в два раза (в) скорость передачи данных по линии увеличится в два раза.

2.    Альтернативой локальной сети является большая система разделения времени с терминалом для каждого пользователя. Приведите два преимущества клиент-серверной системы, использующей локальную сеть.

3.    На производительность системы «клиент-сервер» сильнее всего влияют два главных параметра сети: пропускная способность (сколько бит в секунду она может передавать) и время ожидания (сколько секунд требуется на доставку первого бита от клиента до сервера). Приведите пример а) сети с высокой пропускной способностью и большим временем ожидания; б) сети с низкой пропускной способностью и малым временем ожидания.

4.    Какие еще характеристики, кроме пропускной способности и времени ожидания, нужно оптимизировать для получения высокого качества обслуживания в а) сетях цифровой передачи речи; б) передаче видео; в) передачи финансовых транзакций?

5.    Одним из факторов, влияющих на время ожидания в сетях с коммутацией пакетов и промежуточным хранением, является задержка при сохранении и переадресации пакета коммутатором. Если время коммутации составляет 10 мкс, будет ли это основной задержкой в работе клиент-серверной системы, в которой клиент находится в Нью-Йорке, а сервер — в Калифорнии? Скорость распространения сигнала в медной линии принять равной 2/3 скорости света в вакууме.