Страница 33 из 64
1.8. Краткое содержание следующих глав
В этой книге обсуждаются как теоретические, так и практические вопросы построения компьютерных сетей. Большая часть глав начинается с обсуждения основных принципов, за которыми следует ряд примеров, иллюстрирующих эти принципы. На протяжении всей книги в качестве примеров используются действующие сети — Интернет и беспроводные сети, такие как сеть мобильной телефонной связи. Эти сети очень важны и актуальны, а кроме того, они очень разные. Там, где это важно, будут даны и другие примеры.
Структура книги соответствует гибридной модели, изображенной на рис. 1.20. Начиная со второй главы, мы будем рассматривать иерархию протоколов с самого нижнего из них. Мы изучим основные положения в области обмена данными, для проводной и для беспроводной связи. Этот материал относится к передаче информации на физическом уровне, хотя мы будем обсуждать не столько аппаратные, сколько архитектурные аспекты. Также будут обсуждаться несколько примеров физического уровня, такие как коммутируемая телефонная сеть общего пользования, мобильная телефонная сеть, а также сеть кабельного телевидения.
Главы 3 и 4 обсуждают уровень канала связи в двух частях. В главе 3 рассматривается проблема того, как послать пакеты через канал, включая обнаружение ошибок и исправление. Как реальный пример протокола канала связи мы рассмотрим DSL (используемый для широкополосного доступа к Интернету по телефонным линиям).
В главе 4 мы исследуем средний подуровень доступа. Это — часть уровня канала связи, который имеет дело с тем, как совместно использовать канал несколькими компьютерами. Примеры, которые мы рассмотрим, включают беспроводные, такие как 802.11 и RFID, и проводные ЛВС, такие как классический Ethernet. Также мы обсудим здесь коммутаторы канального уровня, которые соединяют ЛВС, такие как коммутируемый Ethernet.
В главе 5 описывается сетевой уровень, в частности маршрутизация. Обсуждаются как статические, так и динамические алгоритмы маршрутизации. Даже очень хороший алгоритм рассчитан на сеть с определенным уровнем загрузки. При превышении этого уровня могут возникать заторы, пакеты могут задерживаться или пропадать. Мы обсудим предотвращение заторов и обеспечение необходимого уровня обслуживания. Кроме того, затрагивается ряд проблем, возникающих при связи разнородных сетей. Особое внимание уделяется сетевому уровню применительно к Интернету.
Глава 6 посвящена транспортным уровням. Основное внимание уделяется протоколам, ориентированным на соединение, и надежности, поскольку в них нуждаются многие приложения. Подробно описываются транспортные протоколы Интернета — TCP и UDP. Обсуждаются также вопросы их эффективности.
В главе 7 описывается прикладной уровень, его протоколы и приложения. Первое, к чему мы обратимся, будет служба DNS — интернет-аналог телефонной книги. Затем речь пойдет об электронной почте и о протоколах, которые в ней используются. Затем мы переходим к веб-технологиям. В разделах, посвященных им, подробно обсуждается статическое и динамическое содержимое страниц, рассказывается о том, что происходит на стороне клиента и сервера. После этого рассматриваются вопросы мультимедиа в Сети, включая потоковый звук, интернет-радио и видео. Наконец, мы обсудим сети доставки контента, включая технологию одноранговых (пиринговых) сетей.
Глава 8 посвящена вопросам защиты информации. В этой теме есть аспекты, касающиеся всех уровней, именно поэтому данная глава завершает книгу. Она начинается с объяснения основ криптографии. После этого приводятся примеры применения криптографии для налаживания безопасных соединений, защиты электронной почты и веб-страниц. Заканчивается глава обсуждением некоторых вопросов, в которых защита информации сталкивается с частной жизнью. Речь идет о свободе слова, цензуре и других насущных социальных проблемах.
Глава 9 содержит аннотированный список предлагаемой литературы, организованный по главам. Его цель — помочь читателям, желающим продолжить изучение сетей. В главе также содержится алфавитный список литературы, упоминаемой в тексте книги.
Сайт автора в Pearson: http://www.pearsonhighered.com/tanenbaum содержит страничку со ссылками на различные самоучители, ответы на часто задаваемые вопросы, а также ссылки на сайты компаний и промышленных консорциумов, профессиональных организаций, комитетов по стандартизациии, технологиям, документации и т. д.
Резюме
Существует множество вариантов использования компьютерных сетей, и для компаний, и для частных лиц, и стационарно, и во время движения. Компании используют сети компьютеров, чтобы делиться корпоративной информацией, как правило, используя клиент-серверную модель с компьютерами сотрудников, действующими как клиенты, получающие доступ к мощным серверам в машинной комнате. Для частных лиц сети предлагают доступ к множеству информации и ресурсов развлечения, так же как способы купить и продать товары и услуги. Люди часто получают доступ к Интернету дома через свой телефон или кабельных провайдеров, хотя беспроводной доступ для ноутбуков и телефонов используется все шире. Технологические усовершенствования включают новые виды мобильных приложений и сетей с компьютерами, встроенными в приборы и другие потребительские устройства. Те же самые усовершенствования поднимают социальные вопросы, такие как проблемы частной жизни.
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.