Компютърни мрежи и комуникации



страница1/18
Дата22.07.2016
Размер7.77 Mb.
#348
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Иван Цонев, Станимир Станев



Компютърни мрежи

и комуникации

ISBN xxxxxxxxx


Иван Кръстев Цонев, 2007

Станимир Стоянов Станев, 2007

Университетско издателство „Епископ Константин Преславски”

Научен редактор - доц. д-р инж. Веселин Василев Атанасов

Рецензенти: 1. Доц. дтн Борислав Йорданов Беджев

2. Доц. д-р Христо Лалев Лалев

Формат 60х84/16
Печатни коли:.......................

Университетско издателство „Епископ Константин Преславски”

Шумен, 2007

Дисциплината “Компютърни мрежи и комуникации” има за цел да даде на студентите базови знания по предназначението, стандартите за изграждане, архитектурата и комуникационната среда на компютърните мрежи. Нивото на представените знания не е достатъчно за цялостното и всеобхватно представяне на компютърните мрежи. За по задълбочено изучаване на компютърните комуникации и мрежи е необходимо прочитани на допълнителна литература. Настоящото учебно пособие е предназначено за студентите от Шуменския университет „Епископ Константин Преславски”, обучаващи се по специалността „Информатика”, „Математика и информатика”, „Комуникационни и информационни системи”, „Радиолокационна техника и технологии” и „Сигнално охранителни системи и технологии”. Учебното пособие може да се използва и от други, желаещи да се запознаят с основите и стандартите за изграждане на различните видове компютърни мрежи. Посочените в книгата търговски марки и номенклатури са собственост на съответните фирми и са включени в пособието само като учебни примери.


Съдържание


Увод.....................................................................................................................................7

ГЛАВА 1. КОМПЮТЪРНИ КОМУНИКАЦИИ...........................................................

    1. Основи на телекомуникацията...................................................................................

      1. Комуникационни мрежи с комутация на каналите................................................

      2. Комуникационни мрежи с комутация на съобщенията.........................................

      3. Комуникационни мрежи с комутация на пакетите................................................

      4. Комуникационни мрежи с бърза комутация на пакетите.....................................

    2. Еталонен комуникационен модел за свързване на отворени системи.....................

      1. Протоколи в отворения модел за комуникации........................................................

      2. Функции на протоколите на отворения модел.........................................................

    3. Комуникационен сценарии на отворения модел за комуникации..............................

    4. Функции на слоевете на отворения модел за комуникации.......................................

      1. Функции на физическия слой на отворения модел.................................................

1.4.1.1. Преобразуване на аналогови съобщения в цифров сигнал..................................

1.4.1.2. Преобразуване на цифрови съобщения в цифрови сигнали...................................

1.4.2. Функции на каналния слой.........................................................................................

1.4.2.1. Процедури за информационен обмен в каналния слой.........................................

1.4.2.2. Формиране на кадри в каналния слой....................................................................

1.4.2.3. Определяне на границите на кадрите.......................................................................

1.4.2.4. Контрол на грешките в кадрите................................................................................

1.4.2.5. Повишаване на шумоустойчивостта в канала.........................................................

1.4.2.6. Управление на потока от данни...............................................................................

1.4.3. Функции на мрежовия слой...........................................................................................

1.4.3.1. Адресация на пакетите................................................................................................

1.4.3.2. Маршрутизация на пакетите.......................................................................................

1.4.3.2. Комутация на пакетите................................................................................................

1.4.3.4. Управление на натоварването на подмрежата..........................................................

1.4.4. Функции на транспортния слой....................................................................................

1.4.5. Функции на сесииния слой............................................................................................

1.4.6. Функции на представителния слой...............................................................................

1.4.7. Функции на приложния слой........................................................................................



ГЛАВА 2. ЛОКАЛНИ КОМПЮТЪРНИ МРЕЖИ............................................................

2.1. Класификация и топология на локалните компютърни мрежи.....................................

2.2. Кабелна система на локалните компютърни мрежи.......................................................

2.3. Слоеве на локалните компютърни мрежи от OSI – модела...........................................

2.3.1. Физически слой на локалните компютърни мрежи.....................................................

2.3.2. Канален слой на локалните компютърни мрежи........................................................

2.4. Международни стандарти за физически и канален слоеве на LAN.............................

2.4.1. Стандарт IEEE 802.3. (Eternet)…………………………………………………………

2.4.1.1. MAC – под слой на стандарт IEEE 802.3...................................................................

2.4.1.2. Комутирани локални мрежи, изградени по стандарт IEEE 802.3..........................

2.4.2. Стандарт IEEE 802.4. (Token Bus)……………………………………………………

2.4.2.1. Физически под слой на стандарт IEEE 802.4……………………………………

2.4.2.2. MAC – под слой на стандарт IEEE 802.4.................................................................

2.4.3. Стандарт IEEE 802.5. (Token Ring)………………………………………………….

2.4.3.1. Физически под слой на стандарт IEEE 802.5………………………………….....

2.4.3.2. MAC – под слой на стандарт IEEE 802.5………………………………………….

2.4.4. Стандарт IEEE 802.12. (100 VG – Any LAN)……………………………………….

2.4.4.1. Физически под слой на стандарт IEEE 802.12……………………………………

2.4.4.2. MAC – под слой на стандарт IEEE 802.12…………………………………………

2.4.5. Стандарт FDDI (Fibre Distributed Data Interface)........................................................

2.4.5.1. Физически под слой на стандарт FDDI……………………………………………

2.4.5.2. MAC – под слой на стандарт FDDI............................................................................

2.5. Безжични локални компютърни мрежи..........................................................................

2.5.1. Стандарт IEEE 802.11…………………………………………………………………

2.5.2. Режими на работа на стандарт 802.11...........................................................................

2.5.3. Стандарт IEEE 802.11b....................................................................................................

2.5.4. Стандарт IEEE 802.11a и стандарт Hiperlan………………………………………….

2.5.5. Антени за WLAN ...........................................................................................................

2.5.6. Защита на данните в безжичните комуникации..........................................................

2.6. Мрежови операционни системи.........................................................................................

2.6.1. Протоколни стекове на МОС...........................................................................................

2.6.1.1. Протоколен стек Net Were на фирма Novell…………………………………………

2.6.1.2. Протоколен стек Apple Talk на фирма Apple………………………………………

ГЛАВА 3. ГЛОБАЛНИ КОМПЮТЪРНИ МРЕЖИ........................................................

3.1. Стандарт Х.25....................................................................................................................

3.1.1. Физически под слой на стандарт Х.25........................................................................

3.1.2. Канален слой на стандарт Х.25.....................................................................................

3.1.3. Мрежов слой на стандарт Х.25.....................................................................................

3.2. Стандарт Frame Relay…………………………………………………………………..

3.3. Стандарт ATM…………………………………………………………………………….

3.3.1. Физически слой на стандарт АТМ.................................................................................

3.3.2. ATM – слой на стандарт ATM.......................................................................................

3.3.3. ATM – комутация..........................................................................................................

3.3.4. AAL – слой на стандарт ATM……………………………………………………….

3.4. Стандарт ISDN………………………………………………………………………….

3.4.1. Стандарт B – ISDN……………………………………………………………………

3.4.2. Управление на комуникационната мрежа от стандарт ISDN………………………



ГЛАВА 4. МЕЖДУМРЕЖОВИ КОМУНИКАЦИИ........................................................

4.1. Съгласуване на компютърните мрежи в долните слоеве на модела...........................

4.1.1. Повторители (Repeaters)………………………………………………………………

4.1.2. Концентратори...............................................................................................................

4.1.3. Модеми...........................................................................................................................

4.1.3.1. Устройство на модемите...........................................................................................

4.1.3.2. Класификация на модемите......................................................................................

4.1.3.3. Международни стандарти за модеми.....................................................................

4.1.4. Мостове (Bridges)……………………………………………………………………..

4.2. Съгласуване на компютърните мрежи в горните слоеве на модела.........................

4.2.1. Маршрутизатори (Routers)………………………………………………………….

4.2.2. Мост – маршрутизатори (Brouters)………...............................................................

4.2.3. Комутатори (Switches)...............................................................................................

4.2.4. Шлюзове (Gateways)………………………………………………………………..



ГЛАВА 5. ГЛОБАЛНА СВЕТОВНА МРЕЖА INTERNET...........................................

5.1. Протоколен стек TCP/IP……………………………………………………………….

5.2. Комуникационен сценарии на модела TCP/IP..............................................................

5.3. Сравнение на комуникационните сценарии TCP/IP и OSI………………………..

5.4. Адресация в модела TCP/IP………………………………………………………….

5.4.1. Адресация по локален адрес....................................................................................

5.4.2. Адресация по IP адрес..............................................................................................

5.4.3. Адресация по порт.....................................................................................................

5.4.4. Адресация по DNS………………………………………………………………….

5.5. Маршрутизация по IP – адреси..................................................................................

5.6. Протоколи за адаптивно рутиране RIP и OSFP…………………………………….

5.7. Протоколи в каналния слой на модела TCP/IP……………………………………..

5.7.1. Протокол SLIP………………………………………………………………………

5.7.2. Протокол PPP……………………………………………………………………….

5.8. Протоколи в мрежовия слой на модела TCP/IP.........................................................

5.8.1. Протоколи ARP и RARP…………………………………………………………..

5.8.2. Протокол IP за междумрежово взаимодействие...................................................

5.9. Протоколи на транспортния слой на модела TCP/IP……………………………..

5.9.1. Протокол TCP………………………………………………………………………

5.9.2. Протокол UDP………………………………………………………………………

5.10. Протоколи на приложния слой на модела TCP/IP………………………………..

5.10.1. Протоколи за електронна поща SMTP, POP 3 и IMAP 4..................................

5.10.2. Протокол TELNET…………………………………………………………………

5.10.3. Протоколи за предаване на файлове FTP, TFTP и SFTP.......................................

5.10.4. Протокол PING…………………………………………………………………….

5.10.5. Протокол DHCP……………………………………………………………………

5.10.6. Протокол IRC………………………………………………………………………

5.10.7. Протокол NNTP……………………………………………………………………

5.11. Приложни системи Archie, Gopher и WWW в INTERNET…................................

5.12. Виртуални частни мрежи...........................................................................................

5.12.1. Обосновка на виртуалните частни мрежи............................................................

5.12.2. Принцип на работа на VPN мрежите....................................................................

5.12.3. Тунелиране на на каналния слой на OSI модела.................................................

5.12.3. Тунелиране на мрежовия слой на OSI модела.....................................................

5.12.4. Изисквания към VPN мрежите..............................................................................

5.12.5. Изграждане на VPN мрежи....................................................................................

5.12.5.1. VPN мрежи за отдалечен достъп.......................................................................

5.12.5.2. Виртуален частен екстранет...............................................................................

5.12.5.3. VPN връзка между филиални офиси.................................................................

5.12.6. Обосновка на VPN протоколи..............................................................................

5.12.7. Класификация на VPN мрежите..........................................................................

5.12.8. Надеждност и сигурността VPN мрежите.............................................................

5.12.9. Предимства и недостатъци на VPN мрежите........................................................

ГЛАВА 6. СИГУРНОСТ В КОМПЮТЪРНИТЕ МРЕЖИ

6.1. Компютърна и мрежова сигурност.............................................................................

6.2. Основни уязвимости в Интернет................................................................................

6.3. Популярни мрежови атаки..........................................................................................

6.4. Сигурост на WEB – трафика......................................................................................

6.5. Противодействие и защита...........................................................................................

6.6. Методи за защита на отдалечени атаки в Интернет...................................................

6.7. Защита на електронната поща.......................................................................................

6.8. Проблеми на сигурността в електронната икономика..............................................

6.9. Администриране на мрежите и управление на системата за защита.......................


ИЗПОЛЗВАНИ СЪКРАЩЕНИЯ


ВКК – вторични кадри с дължина „К” бита

ДИКМ – диференциална импулсно-кодова модулация

ДМП - демултиплексор

ИКМ – импулсно-кодова модулация

ИОВ – информационна обратна връзка

КВ – комуникационен възел

КК – комутатор на каналите

КК – комуникационен канал

КМ – комуникационна мрежа

КОВ – комбинирана обратна връзка

КП – комутация на пакетите

КС – комуникационна система

КЧ – крайна част

МВ – междинни възли

МОС – мрежова операционна система

МП – мултиплексор

МРК – модифициран разширен канал

МС – мрежов слой

ОВ – обратна връзка

РК – разширен канал

РОВ – решаваща обратна връзка

СС – сесиен слой

ТК – телекомуникация

ТС – транспортен слой

ФС – физически слой

ЦК – цифров канал


AAL – ATM Adaptation Layer

AFP –Apple Talk Filing Protocol

AH – Authentication Header

AMI – Alternative Mark Inversion

AP – Access Point

ARP – Address Resolution Protocol

ASN 1 – Abstract Syntax Notation

ASP – Apple Talk Session Protocol

ATM – Asynchronous Transfer Mode

ATP – Apple Talk Transaction Protocol

BSS – Basic Service Set

CBR – Constant Bit Rate

CHAP – Challenge Handshake Authentication

CIPE – Crypto IP Encapsulation Protocol

CIR – Committed Information Rate

CLP – Cell Loss Priority

CMIP – Common Management Information Protocol

CS – Convergence Sub layer

CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access Point

cXML – Commerce Extensible Mark up Language

DCE – Data Circuit Terminating Equipment

DDP – Datagram Delivery Protocol

DES – Data Encryption Standard

DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol

DNS – Domain Name System

DSAP – Destination Service Access Point

DSDV – Digital Simultaneous Data and Voice

DSP – Data Stream Protocol

DTE – Data Terminal Equipment

DTP - Distributed Transaction Processing

DVR – Distance Vector Routing

EAP – Extensible Authentication Protocol

EP – Echo Protocol

ESP – Encapsulating Security Pay load

FCS – Frame Check Sequence

FDDI – Fibre Distributed Data Interface

FDM – Frequency Division Multiplexing

FR – Frame Relay

FTAM – File Transfer, Access and Manipulation

FTP – File Transfer Protocol

GFC – Generic Flow Control

GRE – Generic Routing Encapsulating

HDB – High Density Bipolar

HDSL – High Bit Rate Digital Subscriber Line

HEC – Header Error Check

HTML – Hyper Text Mark- up Language

IDN – Integrated Digital Network

IEEE – Institute for Electrical and Electronics Engineering

IETF – Internet Engineering Task Force

IGRP – Interior Gate Way Routing Protocol

IKE – Internet Key Exchange

IMAP 4 – Interactive Mail Access Protocol Version 4

IP – Internet Protocol

IPX –Internet work Packet Exchange

IPSec – IP Security

IRC – Internet Relay Chat

ISDN – Integrated Service Digital Network

ISP – Internet Server Provider

ITU – International Communication Union

JTM – Job Transfer and Manipulation

LAC - L2TP – Enabled Access Concentrator

LAN – Local Area Networks

LAPB – Link Access Protocol – balanced

LCI – Logic Circuit Identifier

LCP – Link Control Protocol

LLC – Logic Link Control

L2F – Layer 2 Forwarding

L2TP – Layer 2 Tunnelling Protocol

MAC – Media Access Control

MAN - Metropolitan Area Networks

MAU – Multi station Access Unit

MMS – Manufacturing Message Specification

MNP – Micro com Networking Protocol

MOTIS – Message Text Interchange Standard

MPLS – Multi protocol Label Switching

MTU – Maximum Transport Unit

NBR – Name Banding Protocol

NCP – Network Core Protocol

NLSP – Netware Link Service Protocol

NMC – Networking Management Centre

NNI – Network – Network Interface

NNTP – Network News Transport Protocol

NRZ- L – Non Return to Zero Level

NRZ1 – Non Return to Zero, Invert to Ones

NSAP – Network Service Access Point

OAM – Operation and Maintenance

OBI – Open Buying on the Internet

ODI – Open Data Link Interface

OMC – Operation and Maintenance Centre

OSI – Open System Interconnection

OSPF – Open Shortest Path First

PAC – PPTP Access Concentrator

PAP – Password Authentication Protocol

PAP – Printer Access Protocol

PCM – Pulse Code Modulation

PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy

PDU – Protocol Data Unit

PMD – Physical Media Dependent

PMI – Physical Media Independent

PNS – PPTP Network Server

POP 3 – Post Office Protocol - Version 3

PP – Post Script Protocol

PPP – Point to Point Protocol

PPTP – Point to Point Tunnelling Protocol

PSN – Packet Switched Node

PVC – Permanent Virtual Circuits

QAS – Quality of Service ?

RARP – Reverse ARP

RAS – Remote Access Server

RDA – Remote Database Access

RIP – Routing Information Protocol

RNR – Receive Not Ready

RR – Receive Ready

RTMP – Routing Table Maintenance Protocol

SAP – Service Access Point

SAR – Segmentation and Reassembly

SDH – Sinchronous Digital Hierarchy

SFTP – Simple File Transfer Protocol

SLA – Service-level Agreement

SLIP – Serial Line Internet Protocol

SM – Statistical Multiplexing

SMBs – Server Message Blocks

SMT – Station Management

SNTP – Simple Mail Transfer Protocol

SPX – Sequence Packet Exchange

SSAP – Source Service Access Point

SSH – Secure Shell

SVC – Switched Virtual Circuits

SVN – Secure Virtual Networking

TC – Transmission Convergence

TCP – Transmission Control Protocol

TDM – Time Division Multiplexing

TELNET – Terminal Hetworking

TFTP – Trivial FTP

TMN – Telecommunication Management Network

TTPT – Target Token Ring Time

UDP – User Datagram Protocol

UNI – User – Network Interface

VBR – Variable Bit Rate

VCI – Virtual Channel Identifier

VPI – Virtual Path Identifier

VPN – Virtual Private Networks

VT – Virtual Terminal

WAN – Wide Area Networks

WEP – Wired Equivalent Privacy

WLAN – Wireless Local Area Network

WWW – World Wide Web

XML – Extensible Mark up Language

ZIP – Zone Information Protocol

ВЪВЕДЕНИЕ

Телекомуникацията е една от най-бързо развиващи се предметни области през последните 20 години. Изградените комуникационни мрежи до деветдесетте години на миналото столетие претърпяха кардинални промени и развитие. Благодарение на това развитие се създаде възможност за високоскоростно предаване на големи обеми от данни на големи разстояния.

Милиони компютри се включиха в глобална компютърна мрежа обхващаща всички континенти на земята и близкия космос. Едно от най великите достижения на миналия век е глобалната компютърна мрежа Internеt. Създадена беше възможност за информационна връзка между жителите на планетата.

Целта на създаване на учебника е студентите да получат знания по основните принципи на построение на съвременните компютърни мрежи и приетите международни стандарти за тяхното изграждане. Авторите нямат претенции за всеобхватно и задълбочено разглеждане на материалите свързани с компютърните мрежи.

В първа глава са обосновани някои от основните понятия в телекомуникациите, за по-лесното усвояване на изложения в учебника материал от читателите. Изяснени са някои основни понятия и параметри в компютърните комуникации. Разгледан е отворения комуникационен модел за свързване на стандартни системи и са обосновани трите основни понятия: услуга, интерфейс и протокол. Представен е комуникационния сценарии на отворения модел за комуникации и са изяснени функциите на слоевете на отворения модел.

Втората глава е посветена на локалните компютърни мрежи (LAN). Направена е обосновка и класификация на тези мрежи и са представени различните топологии за изграждане. Разгледани са различните стандарти за изграждане на LAN и са описани в голяма степен физическите и каналните им слоеве: IEEE 802.3. (Eternet), IEEE 802.4. (Token Bus), IEEE 802.5. (Token Ring), IEEE 812.3. (100 VG-AnyLAN). Специално внимание е отредено на безжичните радиомрежи изградени по стандарт 802.11.. Представени са информативно и протоколните стекове, касаещи изграждането на горните слоеве на LAN: NetWare (SPX/IPX) на фирма Novell, и AppleTalk на фирма Apple.

В трета глава са разгледани глобалните компютърни мрежи (WAN). Направени са обосновка и описание на стандартите за изграждане на WAN. Представени са стандартите: Х.25, Frame Relay, ATM, ISDN и B-ISDN. За всички стандарти са разгледани особеностите на слоевете от отворения модел за комуникации. По-подробно се разгледани приложените в различните стандарти методи за избор на маршрута на протоколните единици през комуникационната среда.

Глава четвърта е посветена на междумрежовите комуникации. Разгледани са междумрежовите съгласувания на долните и горните слоеве на отворения модел за комуникации. Представен е начина на включване на устройства, като повторители, концентратори, комутатори, модеми, мостове, маршрутизатори и шлюзове. Повече данни и описание са направени за модемите.

В пета глава е разгледана глобалната световна мрежа Internet. Представена е структурата на протоколния стек TCP/IP. Изяснен е комуникационния сценарии на протоколния стек и са дадени разликите със сценария на отворения модел за комуникация. Разгледани са различните видовете адресации в Internet и различните класове мрежи от йерархията на глобалната мрежа Internet. На кратко е описано действието на основните протоколи за различните нива на модела TCP/IP. Направена е обосновка на виртуалните частни мрежи, изградени в средата на Internet. Анализирана е структурата на тези мрежи и са представените основните протоколи за изграждането им.

В шеста глава са представени основните основните направления на компютърната и мрежовата сигурност. Разгледана е уязвимостта на компютърните мрежи и WEB – трафика от популярните атаки и ролята на администратора при защита на мрежите от несанкциониран достъп.

Учебникът е създаден на базата на лекции, които авторите са водили на студенти по специалностите „Информатика” и „Математика и Информатика” от Факултета по математика и информатика на Шуменския университет „Епископ Константин Преславски”.

Материалът изложен в учебника е подходящ и за студентите от университетските специалности „Физика”, „Астрономия”, „Туризъм”, „Журналистика” и за всички, които проявяват интерес към компютърните мрежи и комуникации.

Глави 1.2.3.4 и 5 са разработени от И. Цонев а Глава 6 от С. Станев.

Изказваме нашите най-сърдечни благодарности към научният редактор доц. д-р инж. Веселин Василев Атанасов и рецензентите доц. дтн инж. Борислав Беджев и доц. дтн. инж.Христо Лалев за внимателното прочитане на ръкописа и конструктивните забележки и препоръки.

Предложения и бележки по съдържанието на учебника, се приемат по електронната поща на адресите: tsonev@shu-bg.net и stan@shu-bg.net.


01.09.2007 Авторите

Шумен





Сподели с приятели:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница