Инфокоммуникационные системы и сети являются новой отраслью экономики, от развитости которых зависит комфортность жизни людей. Они необходимы для передачи определенной информации разной природы на конкретные расстояния.

Историческая справка

Инфокоммуникационные системы и сети сначала развивались по отдельности. были связаны с операторами связи, выстраивающими свой бизнес на реализации голосового трафика. Информационные технологии шли по своему пути развития, они были связаны с созданием программного обеспечения.

Появление Интернета

Постепенное развитие цифровых технологий способствовало тому, что для оперативного обмена информацией компьютеры стали объединять в локальные сети. В них начали выделять мощные специализированные машины - серверы, основные ресурсы которых были доступны иным пользователям сети. Подобная ситуация привела к развитию так как выросла потребность в качественных высокоскоростных системах передачи информации.

Возникла необходимость в соединении разрозненных сетей, которые находились на существенном расстоянии друг от друга. Именно так зародился Интернет, который является посредником между сетями. Он объединяет в одну глобальную систему отдельные локальные сети.

Современные тенденции

В настоящее время инфокоммуникационные системы и сети - это обязательный элемент отечественной экономики. Интеграция информационных технологий и телекоммуникаций в одну отрасль инфокоммуникации является общемировой тенденцией. В ближайшее время термин « инфокоммуникационные системы и сети» станет более употребляемым, так как вырастет число компаний и организаций, в которых основу работы будут составлять именно такие технологии.

Полезные сведения

Инфокоммуникационные сети и системы связи являются сложным комплексом разных технических средств, которые обеспечивают передачу разных сообщений на желаемые расстояния с конкретными характеристиками качества.

Их основу составляют многоканальные системы передачи по электрическим кабелям и радиолиниям, которые предназначены для формирования типовых трактов и каналов.

Особенности обучения

Как можно получить специальность «инфокоммуникационные сети и системы связи»? Профессия, связанная с цифровыми устройствами, является в настоящее время особенно востребованной и актуальной. Необходимы специалисты, которые владеют информационными технологиями.

В системе среднего профессионального образования для выпускников созданы ФГОС. «Инфокоммуникационные системы и сети» - направление, выпускники которого могут устраиваться по вакансии «техник».

Обязанности сотрудника

Какие требования выдвигает к специалистам в сфере ИКТ ФГОС? «Инфокоммуникационные сети и системы связи» - это специальность, обладатели которой должны обеспечивать определенную территорию качественной связью, радиовещанием, телевидением. Техник работает с разнообразными каналами связи, что необходимо для жизнедеятельности систем передач.

Современные технологии сопровождения инфокоммуникационных систем и сетей позволяют техникам обеспечивать качественную передачу информации на необходимые расстояния.

Основное место в техническом обеспечении отводится оптической технологии, благодаря которой осуществляется увеличение скорости передачи информации, повышения качества связи.

Важные аспекты

Обучение профессии «многоканальные телекоммуникационные системы» предполагает использование прикладных учебных дисциплин. На лекционных занятиях студенты изучают технологии программного шифрования данных для защиты важной информации. Кроме того, будущие специалисты в данной сфере должны иметь представление об установке и эксплуатации цифровых и кабельных систем передачи информации, знать основы построения инфокоммуникационных систем и сетей. Студенты высших учебных заведений осваивают учебную программу менеджмента организации управленческой работы.

Что умеют выпускники

Специалисты должны производить эксплуатацию телекоммуникационных многоканальных систем. Обязательной является работа по информационной безопасности сетей. Молодые специалисты осуществляют конвергенцию сервисов и технологий систем электрической связи. Техники востребованы в коммерческих и государственных предприятиях. Они осуществляют обслуживание и монтаж кабелей связи, проводят диагностику систем.

Работники занимаются устранением последствий дефектов и аварий оборудования, определяют варианты восстановления их функционирования. На предприятиях такие специалисты занимаются измерением показателей оборудования, производят установку и профессиональное обслуживание единых компьютерных систем. В обязанности сотрудника входят установка, настройка, обслуживание сетевого оборудования.

Техник контролирует работоспособность оборудования сетей, взаимодействует с сетевыми протоколами. Им в профессиональной деятельности используются надежные средства защиты информации.

Среди прочих обязанностей данного специалиста можно отметить:

• анализ работоспособности систем, способных выявлять различные неполадки;
• обеспечение безопасного обслуживания компьютерных систем;
• мониторинг инновационных систем;
• планирование работы;
• осуществление маркетинговых исследований

Профессионалы создают и эксплуатируют системы передачи важной информации, работают на автоматических станциях. Выпускники по направлению «многоканальные телекоммуникационные системы» работают в линейно-аппаратных цехах, центрах связи, радиорелейных цехах.

Телекоммуникации - это все то, что окружает современного человека, используется им ежедневно. Именно информационные технологии являются основным двигателем прогресса. Данная отрасль является одной из наиболее развивающихся отраслей промышленности. Благодаря телекоммуникациям существенно улучшается качество жизни современного человека.

Термин «телекоммуникация» включает в себя два слова: "теле" (с греческого переводится как "далеко"), "коммуникация" (с латыни - "связь"). Таким образом, это способ передачи информации на существенные расстояния с использованием электромагнитных, электронных, информационных, компьютерных, сетевых технологий. К телекоммуникациям причисляют радиосвязь, Интернет, мобильную и спутниковую связь, банкоматы, интернет-магазины, социальные сети. Под технологиями телекоммуникаций понимают принципы организации инновационных цифровых и аналоговых систем и сетей связи, в том числе и Всемирной паутины. Средствами телекоммуникаций считают сумму технических алгоритмов, устройств, программного обеспечения, которые позволяют принимать и передавать информацию посредством электрических и электромагнитных колебаний по радиотехническим, кабельным каналам в разных диапазонах волн.

Телекоммуникационные сети и системы являются пространственно - распределенными системами массового назначения, позволяющими передавать, концентрировать, распределять информацию, изображении, тексты, передавать мультимедийную и аудио информацию, выполнять передачу стереофонических программ, контролировать доставку электронных сообщений, предоставлять услуги всемирной паутины.

Они могут быть локальными, способными охватывать совсем небольшую территорию. Также есть и такие территориальные системы, которые охватывают существенное географическое пространство.

Глобальные сети охватывают существенное мировое пространство.

Для контроля качества подготовки специалистов, которые занимаются обслуживанием и наладкой компьютерных систем, были разработаны образовательные стандарты нового поколения.

Заключение

Выпускники средних профессиональных и высших учебных заведений, обучающиеся по специальности «телекоммуникационные системы и сети» должны в совершенстве владеть сетевыми картами, модемами, сетевыми кабелями, промежуточной аппаратурой. Специальность «телекоммуникации» гарантирует студенту качественную подготовку в сфере электронной техники, устройств передачи важной информации, компьютерных методов проектирования и анализа, программирования, проектирования сетей для передачи существенных потолков информации с существенной скоростью, управления отдельными элементами сети, применения цифровых компьютерных технологий.

Инфокоммуникационные системы

Инфокоммуникационные технологии и системы - определения и понятия

История развития средств инфокоммуникаций

В прошлом телекоммуникационные и информационные технологии развивались отдельно и, по мути, независимо друг от друга. Представление телекоммуникационных услуг было неразрывно связанно с организациями, называемыми операторами связи, которые выстраивали свой бизнес на продаже голосового трафика. Информационные технологии в свою очередь развивались самостоятельно и были связанны с разработкой программного обеспечения

Инфокоммуникационные технологии.

Понятие "инфокоммуникационные технологии" включает информационные технологии (аппаратные и программные средства), телекоммуникационное оборудование (абонентское, сетевое) и телекоммуникационные услуги (Услуги в телефонных сетях общего пользования, услуги в сети Интернет, услуги мобильной телефонной связи и т.п.)

Инфокоммуникационные технологии -

данное понятие объединяет две составляющие: информационные технологии и телекоммуникационные технологии.

Эти составляющие можно охарактеризовать так:

к информационным технологиям относится все то, что связанно с прикладным программным обеспечением

а к телекоммуникационным технологиям - средства, создающие инфраструктуру, или, другими словами, системно-технический базис для той или иной прикладной функциональности.

• Это глобальная телекоммуникационная сеть, это сетевое оборудование, это радиосвязь.

  Все виды обеспечения

  Разработки, насыщающие информационную систему прикладными задачами (базы данных, бухгалтерские и прочие программы), создающие надстройку над технологическим фундаментом.

Определения

Информационно-телекоммуникационная сеть - технологическая система, предназначенная для передачи по линиям связи информации, доступ к которой осуществляется с использованием средств вычислительной техники

Инфокоммуникационная система - это совокупность телекоммуникационной сети, средств хранения и обработки информации, а также источников и потребителей информации.

Модель инфокоммуникационной системы

предложена международным союзом электросвязи (МСЭ).

Мультисервервисные сети

Мультисервисные сети - это универсальная транспортная среда для передачи данных, трафика корпоративной телефонии и всех мультимедийных систем.

(в том числе систем видеоконференцсвязи, видеонаблюдения, дистанционного обучения)

Мультисервисные сети и позволяют передавать различную информацию внутри корпоративной сети с использованием единой инфраструктуры.

NGN (next generation networks - сети следующего поколения) - мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полую или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа.

Общие вопросы сетевой коммуникации

Обобщенная задача коммутации

Если топология сети не полносвязная, то обмен данными между произвольной парой конечных узлов (абонентов) должен идти через транзитные узлы.

Последовательность транзитных узлов (сетевых интерфейсов) на пути от отправителя к получателю называется маршрутом.

Задача соединения конечных узлов через сеть транзитных улов называется задачей коммутации .

Она может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных задач:

Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать пути.

Определение маршрутов для потоков.

Сообщение о найденных маршрутах узлам сети.

Продвижение потоков, т.е. распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.

Мультиплекснрование и демультиплексирование потоков и т.д.

Определение информационных потоков

Информационным потоком или потоком данных называют непрерывную последовательность байтов (которые могут быть агрегированы в более крупные единицы данных - пакеты, кадры, ячейки), объединенных набором общих признаков, выделяющих его из общего сетевого трафика.

Данные поступающие от компьютера - единый поток, или совокупность подпотоков, каждый из которых имеет дополнительный признак - адрес назначения.

Каждый из подпотоков можно подразделить на подпотоки, относящиеся к разным сетевым приложениям - электронной почте, обращения веб-серверу...

Выбор пути может осуществляться с учетом характера передаваемых данных.

Определение маршрутов

Выбор пути (маршрута) передачи данных - определение последовательности транзитных узлов и их интерфейсов, через которые можно доставить их адресату осуществляется на основе критериев:

Номинальная пропускная способность

Загруженность канала связи

Количество промежуточных транзитных узлов

Надежность каналов

Оповещение сети о выбранном маршруте

После определения маршрута необходимо сообщит о нем транзитным узлам.

Общий смысл сообщения:

"..если придут данные, относящиеся к потоку N, то нужно передать их на интерфейс F."

В результате создается запись в таблице коммутации, в которой признаку потока ставится в соответствие номер интерфейса.

Продвижение потоков

Коммутация - отправитель "выставляет" данные на тот свой порт, из которого выходи найденный маршрут, а все транзитные узлы должны выполнить "переброску" данных с одного своего порта на другой.

Коммутатор - направляет входящие в его порты информационные потоки на соответствующие выходные порты.

Мультиплексирование

Мультиплексирование - объединение нескольких отдельных потоков в общий агрегированный поток, который можно передавать по одному физическому каналу связи.

Технологии мультиплексирования:

Частотное разделение каналов

• Используется в аналоговых линиях связи. Когда для создания одного высокоскоростного канала мультиплексируют несколько низкоскоростных.

Временное разделение каналов

• Используется в цифровых линиях связи. Когда каждому низкоскоростному каналу выделяется определенная доля времени *тайм-слот или квант) высокоскоростного канала.

По длине волны

• Каждый канал передает свою информацию с помощью сетевой волны определенной длины и, соответственно, частоты). Такой канал называется спектральным каналом, та как ему выделятся определенная полоса спектра сетевого излучения.

Аналоговая линия связи предназначена для передачи сигналов произвольной формы и не представляет никаких требований к способу представления 1 и 0 аппаратурой передачи данных, а цифровой - все параметры передаваемых линией импульсов стандартизированы. Т.е. для цифровых линий связи, протокол физического уровня определен, а для аналоговых - нет.

Виды коммутации

Коммутация каналов

Ведет свое происхождение от первых телефонных сетей.

Коммутационная сеть образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных участков.

Достоинства:

Постоянная и известная скорость передачи данных по каналу

Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть. Это позволяет качественно передавать данные, чувствительные к задержкам (трафик реального времени) - голос, видео и пр.

Недостатки:

Возможность отказа сети в обслуживании запроса на установление соединения, если на некотором участке этой сети уже проходит максимальное для данной техники мультиплексирования и для данного канала количество информационных потоков.

Нерациональное использование пропускной способности физических каналов. После установления соединения часть пропускной способности отводится составному каналу на все время соединения, до тех пор, пока соединение не будет разорвано.

Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения

Коммутация пакетов

Типичные сетевые приложения генерируют трафик очень неравномерно, с высоким уровнем пульсации скорости передачи данных. Соотношение минимальной и максимальной интенсивности обмена данными может достигать 1:100. При организации коммутации канала большую часть времени он будет простаивать.

Решение проблемы - разбиение пользовательских сообщений на пакеты (от 46 до 1500 байт). Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, используемый для сборки сообщения. Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов наличием буферной памяти для хранения пакетов на время тока занят выходной порт коммутатора. Схема передачи данных с использование буферизации позволяет сглаживать пульсации трафика.

Высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика.

Возможность динамически перераспределяет пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями трафика.

Неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети, обусловленная зависимость задержек в очередях буферов коммутаторов сети от общей загрузки сети.

Переменная величина задержки пакетов данных, которые могут достигать значительных величин в моменты мгновенных перегрузок сети.

Возможные потери данных из-за переполнения буферов.

Способность сети связи сохранять работоспособность в условиях воздействия различных дестабилизирующих факторов называется устойчивостью. Она определяется надежностью, живучестью и помехоустойчивостью сети. Для повышения устойчивости сетей ЕСЭ (см. разд. 4.2) и их адаптации к условиям, возникающим в результате воздействия различных факторов внешней среды, используют различные меры организационно-экономического характера: оптимизацию топологии сетей связи по критериям экономичности и надежности, рациональное размещение сооружений связи на местности с учетом зон возможных разрушений; специальные меры защиты сетей и их элементов от влияния помех; системы резервирования; автоматизированные системы управления, организующие работу по поддержанию их работоспособности в различных условиях, и др. Но основе надежной работы любой сети лежит ее структура.
Далее рассмотрим типовые примеры структуры основных видов существующих инфокоммуникационных сетей.
Наиболее развитую структуру во многих развитых странах мира исторически имеет телефонная сеть, в том числе благодаря своему более чем вековому возрасту и мощной сети телефонных абонентских линий, широко используемых в настоящее время для доставки широкого набора инфокоммуникационных услуг. Городские телефонные сети (ГТС емкостью до 100 тыс. абонентов) имеют радиально-узловую топологию, приведенную на рис. 9.6.
Радиально-узловая топология с узловыми районами, позволяющая разделить потоки входящих и исходящих вызовов между узлами и тем самым повысить использование линий связи, используется при построении телефонных сетей крупных городов (рис. 9.7).
Современные телефонные сети имеют центральное ядро (транспортную сеть), выполненное по кольцевой или многокольцевой топологии (набор колец с поперечными связями). К ним подключаются фрагменты сети, имеющие структуру, как на рис. 9.6 и 9.7.

Сообщений; УВС - узлы входящих сообщений
Краткие характеристики структуры других сетей приведены в табл. 9.5.
Таблица 9.5. Характеристики структуры и возможностей сетей связи

Вид сети	Структура	Особенности
Сеть факсимильной связи	Строится на базе телефонной сети	Обеспечивается документальность сообщения
Телеграфные сети	Радиальноузловая топология	Учитывается административно-территориальное деление страны. Оконечными пунктами телеграфной сети являются либо отделения связи, либо телеграфные абоненты, обладающие соответствующей телеграфной аппаратурой. Телеграфная сеть, являющаяся самой древней и наиболее простой сетью передачи данных, имеет три уровня узловых пунктов: районные, областные и главные
Сеть звукового вещания	Радиальноузловая топология	Осуществляет передачу соответствующих программ по каналам связи. По способу доведения до пользователей различают радиовещание и проводное вещание (по специальным проводным линиям или линиям телефонной связи)

Таблица 9.5 (продолжение)

Вид сети	Структура	Особенности
Сеть телевизионного (ТВ) вещания	Радиальноузловая топология	Используют два основных способа доведения ТВ программ до пользователей: вещание с помощью радиотелевизионных передающих станций (РТПС) - эфирное ТВ и проводное вещание (кабельное ТВ - КТВ, или CATV). Эфирное ТВ вещание подразделяется на наземное и спутниковое (СНТВ) с непосредственным приемом на специализированные приставки, расположенные у абонентов. В настоящее время для ТВ вещания начинают использовать высокоскоростные сети передачи данных (в том числе Интернет и NGN)
Сеть передачи газет	Использует междугородную телефонную сеть	Обеспечивает факсимильную передачу газет с использованием аналоговой аппаратуры «Газета-2», находящейся в эксплуатации несколько десятилетий. Пункты приема газет обычно расположены непосредственно в типографиях, а пункт разветвления каналов находится на центральной междугородной АТС, поскольку для передачи газет используются телефонные каналы
Интернет	Сложная ячеистая топология	Всемирная сеть, состоящая из набора сетей передачи данных, работающих по протоколам TCP/IP, и мультисервисных сетей NGN. Структура позволяет организовывать множество независимых маршрутов между двумя узлами сети. Российский сегмент этой сети часто называют Рунетом. В качестве сети доступа в Интернет часто используют телефонная сеть

Важнейшими сетями передачи массовых сообщений являются сети вещания. Вещание - процесс одновременной передачи различных сообщений общего назначения широкому кругу абонентов с помощью технических средств связи. Организация вещания включает две задачи: подготовку вещательных программ и доведение программ до абонентов (вещательная программа - последовательность передачи во времени различных сообщений). Основными требованиями к сетям вещания являются: охват вещанием всего населения страны, высокое качество передаваемых программ, надежность и экономичность.
В историческом плане все виды электросвязи длительный период развивались независимо друг от друга, в результате чего сформировались различные сети. И хотя существуют определенные предпосылки для объединения сетей - унификация методов преобразования сигналов, необходимость их передачи в совпадающих направлениях, сходство функций систем передачи и коммутации - число типов сетей продолжает оставаться большим. Для сетей электросвязи, составляющих ЕСЭ РФ (см. разд. 4.2), Федеральное агентство по связи определяет порядок их взаимодействия. Операторы связи всех категорий сетей ЕСЭ обязаны создавать системы управления своими сетями связи, соответствующие установленному законодательством РФ порядку их взаимодействия.
Совокупность технических средств ЕС электросвязи РФ образует так называемую первичную сеть (ПС) электросвязи, которая обеспечивает организацию унифицированных каналов и трактов передачи для пользователей и соединения между собой коммутационных станций телефонной сети, маршрутизаторов сети передачи данных и пр. Принцип построения первичной сети показан нарис. 9.8. В соответствии с этим делением ПС состоит из следующих технологически сопряженных частей:

• местные ПС - сети электросвязи, как правило, ограниченые территорией города или сельского района, подразделяются на городские и сельские;
• внутризоновые (зоновые или региональные) ПС междугородные сети электросвязи, образуемые в пределах одного или нескольких субъектов РФ, охватывают территорию зоны нумерации и обеспечивают соединение местных сетей внутри зоны;

Магистральная ПС соединяет зоновые сети и представляет собой междугородные сети электросвязи, образуемые между центрами субъектов РФ.
Оконечными устройствами первичной сети называют технические средства, обеспечивающие образование типовых физических цепей или типовых каналов передачи для предоставления их абонентам вторичных сетей и другим потребителям. В общем виде понятие первичной сети соответствует понятию транспортная сеть.
Ядро транспортной сети (рис. 9.9) составляют различные среды передачи сигналов, а средства электросвязи используют в них весь спектр от сверхнизких частот до частот оптического диапазона. Ближайший к ядру сети транспортный слой составляют линейные тракты, обеспечивающие передачу сигналов электросвязи по различным передающим средам. Линейные тракты и среда передачи образуют линии передачи. Следующий слой - слой трактов и каналов, а также различных технологий разделения каналов (мультиплексирования) при многократном использовании слоев, образующих ядро.
Вторичной сетью связи (ВС) обычно называют совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений определенного вида путем использования устройств, присущих именно этой сети, а также технических средств первичной сети. С точки зрения современных принципов классификации сетей ключевым признаком вторичных сетей следует считать то, что они непосредственно связаны с предоставлением тех или иных услуг пользователю. В состав ВС входят оконечные абонентские устройства, абонентские линии (АЛ), коммутационные устройства и каналы, выделенные из ПС для организации данной ВС.
Одна из основных идей, сопутствующих иерархическому представлению первичной сети в виде нескольких независимых уровней, состоит в установлении определенного взаимодействия между соседними уровнями. Это взаимодействие называют отношением клиент - сервер, а смысл его заключается в том, что одна сторона поручает другой выполнение опре-
деленных функций. В данном случае речь идет о последовательном выполнении транспортных функций в цепи передачи информации, когда каждая сторона последовательно выступает сначала как сервер, а потом как клиент.

В моделях, приведенных на рис. 9.10 и 9.11, каждый уровень имеет входы и выходы от смежных уровней, а внутри одного слоя циркулируют сигналы определенного формата. Все это позволяет накладывать стандарты как на электрические составляющие работы сети, так и на организационные элементы взаимодействия. Модель сети, приведенная на рис. 9.7, также может быть представлена в виде иерархических слоев. В современных сетях фрагменты сети доступа и транспортной сети могут находиться в одном кабеле, использовать соседние тракты одной системы передачи, переносить одинаковую информацию и т.д. Единственное и определяющее отличие между ними заключается в том, между какими точками подключения и кем выполняются эти функции.

«Чудны дела твои, Господи!»
Сэмюэл Финли Бриз Морзе
«Каждый хочет, чтобы его информировали честно, беспристрастно, правдиво - и в полном соответствии с его взглядами.»
Гилберт Кит Честертон

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

А. В. Глухоедов, Е. А. Федотов

Инфокоммуникационные системы и сети

Утверждено ученым советом университета в качестве учебного пособия для студентов направления бакалавриата 230400 «Информационные системы и технологии»

Белгород 2012

УДК(Ю4.7 (07) ББК 32.973.2()2я7 Г55

Рецензенты: кандидат технических наук, доцент Белгородского госу­дарственного технологического университета им. В.Г. Шухова В.М. Поляков

кандидат технических наук, доцент Белгородского госу­дарственного университета А.И. Штифшюв

Глухоедов А. В., Федотов Е. А.

Г55 Инфокоммуникационные системы и сети: конспект лекций: учеб­ное пособие / А.В. Глухоедов, Е.А. Федотов. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2012.- 104 с.

В учебном пособии представлено всестороннее рассмотрение всех важ­нейших сетевых моделей, технологий и протоколов, которые определяют функционирование современных информационных сетей.

Учебное пособие Предназначено для студентов направления бакалавриата 230400 «Информационные системы и технологии».

УДК 004.7 (07) ББК 32.973.202я7

© Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им. В.Г. Шухова, 2012

Введение 5

1. Применение информационных сетей 6

Сеть предприятия 6

Домашняя сеть 6

Всемирная паутина 7

Общение 1

Интерактивные развлечения 8

2. Классификация информационных сетей 9

По размеру сети 9

По типу топологии сети 9

По типу функционального взаимодействия 13

По типу технологии передачи 14

По типу среды передачи 15

По скорости передачи 15

3. Эталонные модели сети 16

Протокол и стек протоколов 16

Эталонная модель OSI 17

Эталонная модель TCP/IP 20

Гибридная эталонная модель 20

4. Сетевые устройства 21

Сетевые карты 21

Пассивные сетевые устройства 21

Активные сетевые устройства 22

5. Линии и каналы связи 24

Кабельные линии связи 25

Беспроводные линии связи 32

6. Базовые сетевые технологии 35

Технология Ethernet 35

Технология Token Ring 42

Технология FDDI 43

7. Адресация в информационных сетях 44

7.1. МАС-адрес 44

IP-адрес 45

Система доменных имен 53

Протокол DHCP 61

Протокол ARP 64

8. Объединение сетей 66

Объединение сетей с помощью мостов 66

Объединение сетей с помощью маршрутизаторов 71

9. Транспортные протоколы TCP/IP 82

1. Протокол UDP 82

   Протокол TCP 84

10. Протоколы прикладного уровня TCP/IP 92

Протокол FTP 92

Протокол HTTP 95

Протокол SMTP 98

1 1. Безопасность в информационных сетях 100

Классификация сетевых атак ИХ)

Защита сетевого трафика 101

Заключение 102

Библиографический список 103

Введение

Информационные сети я&тяются логическим результатом эволю­ции информационных технологий. Первые компьютеры 50-х годов -большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень неболь­шого числа пользователей. Они не были предназначены для интерак­тивной работы, а использоватись в режиме пакетной обработки.

В начале 70-х годов с появлением больших интегральных схем стали появляться персональные компьютеры. Именно в этот момент возникла потребность в передаче информации от одного компьютера другому. Так появились первые информационные сети. Вначале для соединения компьютеров использовались нестандартные устройства со своим способом представления данных на линиях связи, своими типами кабелей и т.д.

В середине 80-х годов были утверждены стандартные технологии объединения компьютеров в сеть. Стандартные сетевые технологии сильно облегчили процесс построения информационной сети. Для ее создания достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответству­ющего стандарта, стандартный кабель и присоединить адаптер к кабе­лю стандартными разъемами.

Данный курс предназначен для студентов, заинтересованных в по­дробном изучении базовых принципов построения современных ин­формационных сетей. Все материалы учебного пособия подготовлены преимущественно для студентов третьего курса специальности «Ин­формационные системы и технологии», но также будут полезны сту­дентам других специальностей.

Целью изучения дисциплины является формирования знаний о принципах построения ИКС, современных технологиях их реализацией и о задачах, решаемых с помощью таких систем и сетей, а также формирование умений проводить анализ и синтез таких систем. Information and communication technologies(ICT) – подразумевается интеграция классических технологий, базирующихся на ИС с существующими сетями и системами телекоммуникаций.

Понятие инфокоммуникационных технологий часто используется как синоним информационных технологий с акцентом на средство коммуникации. Это понятие включает в себя:

Апппаратные и программные средства ИС;

Телекоммуникационное оборудование;

Телекоммуникационные услуги;

Инфокоммуникационные технологии реализуются с помощью инфокоммуникационных сетей. Согласно закону об информации инфокоммуникационная сеть – это технологическая система предназначенная для передачи информации по линиям связи, а доступ к этой информации осуществляется с использованием средств вычислительной техники.

Инфокоммуникационные системы предназначены для передачи и хранения данных, основной упор при этом делается на передаче данных.

Классификация инфокоммуникационных систем (базируется на классификации компьютерных сетей):

По охвату этой сети территории:

Сети масштаба LAN (Local Area Network)

Сети масштаба MAN (Metropoliten Area Network)

Сети масштаба WAN (World Area Network)

По топологии(описание расположения)

Основные понятия:

Хост(host) – это постоянно подключенное к сети устройство.

Шлюз(gateway) – компьютер или сетевое устройство осуществляющее преобразование протоколов при передаче информации между разными типами сетей. Как правило, шлюзы используются для организации доступа к ресурсам глобальной сети из локальных сетей.

Модель osi

Взаимодействие компьютеров сети описывается понятиями сформированными в эталонной модели взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection), которая разрабатывалась международной организацией стандартизации. В нашей стране модель OSI описана в стандарте ГОСТ РИСО/МЭК 7498-1-99. Модель OSI описывает процедуры обмена данными между компьютерами на различных уровнях и обмен данными между уровнями на одном компьютере.

	Название уровня	Описание функций
	Физический (Physical layer)	Физическая среда, в которой существует канал передачи данных
	Канальный(Data link layer)	Прием и передача пакетов данных, а также определение аппаратных адресов хостов или узлов сети.
	Сетевой (Network layer)	Маршрутизация и ведение учетов при передаче данных.
	Транспортный (Transport layer)	Обеспечение корректной передачи данных.
	Сеансовый (Session layer)	Аутентификация и проверка полномочий.
	Представление данных (Presentation layer)	Интерпретация и сжатие данных.
	Прикладной(Application layer)	Представление услуг на уровне конечного пользования и на уровне конечного приложения.

Физический уровень

Получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в электронные сигналы соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электромагнитные свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают в себя:

типы кабелей и разъемов

разводку контактов в разъемах

схему кодирования сигналов для значения 0 и 1

Канальный уровень

Обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы вышестоящего сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи этих кадров данных. канальный уровень делится на 2 подуровня:

подуровень управления логическими каналами (LLC – Logical Layer Control)

подуровень управления доступом к среде (MAC - Media Access Control)

LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня, т. е. данные приходящие с сетевого уровня он формирует в кадры данных.

А MAC – регулирует доступ к физической среде передачи данных

Сетевой уровень

Отвечает за деление хостов на группы. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов данных на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Также на сетевом уровне происходит прозрачная передача пакетов данных на вышестоящий уровень.

Транспортный уровень

Делит потоки информации вышележащих уровней на достаточно мелкие фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень

Сеансовый уровень

Отвечает за организацию сеансов обмена данными между хостами

Уровень представления

Отвечает за возможность диалога между приложениями на разных компьютерах. Этот уровень обеспечивает преобразование данных прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.

Прикладной уровень

Отвечает за доступ приложений к сети (перенос файлов, обмен данными, управление ресурсами сети).