Базовый курс Калифорнийского Университета в Беркли - всемирно известного центра компьютерных технологий.

Необходимый начальный курс для студентов и специалистов по связи, изучающих или вновь осваивающих современные цифровые сети. Упор в книге, наряду с описанием современных протоколов и алгоритмов, сделан на понимание основ проектирования сетей - от локальных до Интернета, выбор сетевого оборудования для достижения требуемых параметров и вопросы кодирования и защиты информации. Первое учебное пособие на русском языке, с самого начала использующее методы прикладной математики для обоснования технических решений и расчета характеристик цифровых сетей.

Краткое содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ТОМ, КАК ОРГАНИЗОВАНА КНИГА.

БЛАГОДАРНОСТИ (ПЕРВАЯ РЕДАКЦИЯ)

БЛАГОДАРНОСТИ (ВТОРАЯ РЕДАКЦИЯ)

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ В СЕТИ СВЯЗИ

1.1 ЧТО ТАКОЕ СЕТИ СВЯЗИ

1.2 ПОЧЕМУ ВАМ СЛЕДУЕТ ИЗУЧАТЬ СЕТИ СВЯЗИ

1.3 ЧТО СЛЕДУЕТ ЗНАТЬ О СЕТЯХ СВЯЗИ

1.4 ЭВОЛЮЦИЯ СЕТЕЙ СВЯЗИ

1.4.1 Телефонная сеть

1.4.2 Компьютерные сети

1.5 СТРУКТУРА КНИГИ

РЕЗЮМЕ

ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СЕТЕЙ

2.1 ЛВС ETHERNET

2.1.1 Разделяемый Ethernet

2.1.2 Определение адресов, протоколы ARP и RARP

2.1.3 Объединение сетей Ethernet: коммутаторы и маршрутизаторы

2.2 ИНТЕРНЕТ

2.2.1 Пример

2.2.2 Маршрутизация: протоколы OSPF и BGP

2.2.3 Протокол TCP

2.2.4 Приложения "клиент-сервер"

2.3. АСИНХРОННЫЙ РЕЖИМ ПЕРЕДАЧИ - ATM

2.3.1 Основные возможности ATM

2.3.2. Маршрутизация

2.3.3 Управление качеством обслуживания. Процедура "дырявое ведро"

2.4 АРХИТЕКТУРА СЕТЕЙ

2.4.1 Многоуровневая архитектура

2.4.2 Сквозные услуги в сети

2.4.3 Технические средства

2.5 ДОПОЛНЕНИЕ 1. ЧТО СТОИТ ЗА ИНФОРМАЦИОННОЙ РЕВОЛЮЦИЕЙ?

2.5.1 Цифровая революция

2.5.2 Кодирование источника и канальное кодирование

2.5.3 Коммутация пакетов

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ГЛАВА 3. ИНТЕРНЕТ

3.1 ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР

3.2 АРХИТЕКТУРА СЕТЕЙ TCP/IP

3.2.1 Канальный уровень ЛВС

3.2.2 Сетевой уровень

3.2.3 Транспортный уровень

3.2.4 Приложения

3.3 ИМЕНА И АДРЕСА.

3.3.1 Имена.

3.3.2 Адреса

3.4 МЕЖСЕТЕВОЙ ПРОТОКОЛ - IP

3.4.1 Цифровые сообщения IP и ICMP

3.4.2 Алгоритм OSPF

3.4.3 Протокол BGP

3.4.4 Plug and Play: Протокол автоконфигурирования DHCP

3.4.5 Мобильный IP

3.5. СКВОЗНАЯ ПЕРЕДАЧА

3.5.1 Обзор

3.5.2 Протокол повторной передачи

3.5.3 Протокол TCP

3.5.4 Протокол UDP

3.6 ДОПОЛНЕНИЕ 1. ПРОТОКОЛЫ КАНАЛЬНОГО УРОВНЯ

3.6.1 Протокол SLIP

3.6.2 Протокол РРР

3.7 ДОПОЛНЕНИЕ 2. АНАЛИЗ АЛГОРИТМА "КРАТЧАЙШЕГО ПУТИ"ДЕЙКСТРЫ

3.7.1 Определение

3.7.2 Кратчайшие пути

3.8 ДОПОЛНЕНИЕ 3. ДРУГИЕ АЛГОРИТМЫ МАРШРУТИЗАЦИИ

3.8.1 Алгоритм Беллмана-Форда

3.8.2 Связующее дерево

3.9 ДОПОЛНЕНИЕ 4. ВЕРСИЯ 6 ПРОТОКОЛА IP

3.10 ДОПОЛНЕНИЕ 5. МАРШРУТИЗАЦИЯ ПРИ ГРУППОВОЙ АДРЕСАЦИИ

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 4. ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

4.1 АРХИТЕКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ

4.1.1 Архитектура

4.1.2 Характеристики ЛВС

4.2 ЛВС ETHERNET И СТАНДАРТЫ IEEE 802.

4.2.1 Топология

4.2.2 Физический уровень

4.2.3 Управление доступом к среде - МАС

4.2.4 Коммутируемая сеть 10BASE-T

4.2.5 100BASE-T

4.2.6 Гигабитная сеть Ethernet

4.3 СЕТИ TOKEN RING

4.3.1 Топология

4.3.2 Физический уровень

4.3.3 Управление доступом к среде - MAC

4.3.4 Взаимосвязь сетей Token Ring

4.4 FDDI

4.4.1 Топология

4.4.2 Физический уровень

4.4.3 Управление доступом к среде - MAC

4.4.4 Управление станцией

4.5 БЕСПРОВОДНЫЕ ЛВС

4.5.1 Архитектура

4.5.2 Физический уровень

4.5.3 Стандарт Hiperlan

4.5.4 Стандарт IEEE 802.11

4.6 ПОДУРОВЕНЬ УПРАВЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИМ КАНАЛОМ

4.7 ДОПОЛНЕНИЕ 1. ЗАДЕРЖКИ В ЛВС

4.8. ДОПОЛНЕНИЕ 2. АНАЛИЗ ПРОТОКОЛА МНОЖЕСТВЕННОГО МЕТОДА ДОСТУПА С КОНТРОЛЕМ

НЕСУЩЕЙ И ОБНАРУЖЕНИЕМ КОНФЛИКТОВ

4.8.1 Протокол МДКН/ОК

4.8.2 Эффективность МДКН/ОК

4.8.3 Анализ

4.8.4 Примеры

4.8.5 Среднее время доступа к среде

4.8.6 Эффективность IEEE 802.3

4.9 ДОПОЛНЕНИЕ 3. АНАЛИЗ ПРОТОКОЛА MAC TOKEN RING

4.9.1 Протокол MAC Token Ring

4.9.2 Эффективность протокола МАС Token Ring

4.9.3 Анализ

4.9.4 Максимальное время доступа к среде

4.10 ДОПОЛНЕНИЕ 4. АНАЛИЗ ПРОТОКОЛА MAC СЕТИ FDDI

4.10.1 Протокол FDDI

4.10.2 Максимальное время доступа к среде протокола FDDI

4.10.3 Анализ

4.10.4 Эффективность протокола FDDI

4.11 ДОПОЛНЕНИЕ 5. ALOHA

4.11.1 Описание

4.11.2 Протоколы ALOHA

4.11.3 Эффективность протоколов ALOHA

4.11.4 Анализ

4.11.5 Резервирование

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 5. АСИНХРОННЫЙ РЕЖИМ ПЕРЕДАЧИ - ATM

5.1 АРХИТЕКТУРА

5.1.1 Уровни протоколов

5.1.2 Три примера приложений

5.1.3 Концепции построения ATM

5.1.4 Принципы работы

5.1.5 Формат ячеек ATM

5.1.6 Уровень AAL

5.1.7 Работа в сети и обслуживание

5.2 МАРШРУТИЗАЦИЯ ATM

5.2.1 Таблицы маршрутизации

5.2.2 Интерфейс сетевого узла

5.2.3 Структурные схемы коммутаторов

5.3 СКВОЗНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

5.3.1 Атрибуты качества обслуживания

5.3.2 Дескрипторы трафика

5.3.3 Классы обслуживания

5.4 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЕТЕЙ С ПОМОЩЬЮ ATM

5.4.1 IP поверх АТМ

5.4.2 Эмуляция локальных сетей поверх АТМ

5.5 ДОПОЛНЕНИЕ. ЗАДЕРЖКА В ПРОСТОМ КОММУТАТОРЕ

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ГЛАВА 6. КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ И ПРОТОКОЛЫ ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

6.1 ФОРМИРОВАНИЕ КАДРОВ

6.1.1 Инкапсуляция

6.1.2 Контроль ошибок

6.2 ПРОТОКОЛЫ ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

6.2.1 Канальный или сквозной контроль?

6.2.2 Протоколы повторной передачи: обзор и обобщение

6.3 ПРОТОКОЛ С ОСТАНОВКОЙ И ОЖИДАНИЕМ

6.3.1 Краткое описание

6.3.2 Корректность

6.3.3 Эффективность

6.4 ПРОТОКОЛ С ЧЕРЕДОВАНИЕМ БИТОВ (ALTERNATING BIT PROTOCOL - ABP)

6.4.1 Краткое описание

6.4.2 Корректность

6.4.3 Эффективность

6.5 ПРОТОКОЛ С ВОЗВРАТОМ К N (GO BACK N - GBN)

6.5.1 Краткое описание

6.5.2 Эффективность

6.5.3 Конкретные примеры: выбор W

6.5.4 Адаптация к задержкам в сети

6.5.5 Краткое обобщение

6.6 ПРОТОКОЛ С ВЫБОРОЧНЫМ ПОВТОРЕНИЕМ (SELECTIVE REPEAT PROTOCOL - SRP)

6.6.1 Набор операций

6.6.2 Эффективность

6.6.3 Корректность

6.6.4 Краткое резюме протокола с выборочным повторением SRP

6.7 ПРИМЕРЫ

6.7.1 Канальный уровень SNA

6.7.2 Канальный уровень в сетях передачи данных общего пользования (X.25)

6.7.3 Протокол повторной передачи в Интернет

6.7.4 Канальный уровень в Frame Relay

6.7.5 Протокол XMODEM

6.7.6 Протокол Kermit

6.8 ДОПОЛНЕНИЕ 1. КОДЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОШИБОК

6.8.1 Проверка по циклическому коду

6.8.2 Коды Боуза-Чоудхури-Хоквингэма и Рида-Соломона

6.8.3 Сверточные коды

6.8.4 Турбо-коды

6.9 ДОПОЛНЕНИЕ 2. КОРРЕКТНОСТЬ ПРОТОКОЛА АВР

6.10 ДОПОЛНЕНИЕ 3. КОРРЕКТНОСТЬ СЕТИ С ДИСЦИПЛИНОЙ ОБСЛУЖИВАНИЯ, ОТЛИЧНОЙ ОТ

FIFO 6.10.1 Протокол с чередованием битов - ABP

6.10.2 Протокол c возвратом к N - GBN

6.11 ДОПОЛНЕНИЕ 4. БОРЬБА С ПЕРЕГРУЗКАМИ И УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОМ В ИНТЕРНЕТ

6.11.1 Цели и методы

6.11.2 Метод коррекции окна по задержке (Вегас)

6.11.3 Метод коррекции окна по потерям (Тахо, Рино)

6.11.4 Увеличение прибавлением - уменьшение делением

6.11.5 Несовместимость методов Рино и Вегас

6.11.6 Управление, основанное на скорости передачи: ABR в сетях ATM

6.11.7 Обнаружение поздних подтверждений

6.12. ДОПОЛНЕНИЕ 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТОКОЛОВ ПРИ НАЛИЧИИ ОШИБОК

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ГЛАВА 7. ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

7.1 ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

7.1.1 Цифровая линия

7.1.2 Частота и распространение сигналов

7.1.3 Ограничения параметров передачи

7.1.4 Преобразование цифровой информации в сигналы, передаваемые по линии

7.2 ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ

7.2.1 Общие положения

7.2.2 Распространение по волокну

7.2.3 Источники световых сигналов

7.2.4 Детекторы светового излучения

7.2.5 Инфракрасная связь в свободном пространстве

7.3 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЛИНИИ

7.3.1 Общие положения

7.3.2 Модуляция

7.3.3 Кабельное телевидение и системы "видео по запросу"

7.4 РАДИОЛИНИИ

7.4.1 Общие положения

7.4.2 Распространение радиоволн

7.4.3 Сотовые сети

7.5 ДОПОЛНЕНИЕ 1: ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПО ШЕННОНУ

7.6 ДОПОЛНЕНИЕ 2: ДИСКРЕТИЗАЦИЯ И КВАНТОВАНИЕ

7.7 ДОПОЛНЕНИЕ 3: СЕТЬ SONET

7.7.1 Архитектура SONET

7.7.2 Циклы

7.8 ДОПОЛНЕНИЕ 4: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

7.9 ДОПОЛНЕНИЕ 5: RS - 232 - C

7.10 ДОПОЛНЕНИЕ 6: ADSL

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ГЛАВА 8. ЗАЩИТА И СЖАТИЕ ИНФОРМАЦИИ

8.1 УГРОЗЫ БЕЗОПАСНОСТИ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ

8.1.1 Угрозы безопасности компьютеров

8.1.2 Угрозы безопасности пользователей компьютерных систем

8.2 КРИПТОГРАФИЯ

8.2.1 Основные принципы

8.2.2 Криптографические системы с закрытым ключом

8.2.3 Криптографические системы с открытым ключом

8.2.4 Хеширование

8.3 СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ

8.3.1 Целостность

8.3.2 Управление ключами

8.3.3 Аутентификация

8.3.4 Дублирование и уничтожение

8.3.5 Система Kerberos

8.3.6 Система PGP

8.4 ПРИНЦИПЫ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ

8.4.1 Сжатие с потерями и без потерь

8.4.2. Пакетное, поточное, постепенное, многоуровневое

8.4.3 Кодирование источника

8.4.4 Нахождение минимального числа битов

8.4.5 Кодирование методом Хаффмана

8.4.6 Сжатие по методу Лемпеля-Зива

8.5 СЖАТИЕ ЦИФРОВЫХ АУДИОСИГНАЛОВ

8.5.1 Дифференциальная ИКМ

8.5.2 Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (АДИКМ)

8.5.3 АДИКМ с разделением полос

8.5.4 Линейное предсказание с кодовым возбуждением (CELP)

8.6 СЖАТИЕ ЦИФРОВЫХ ВИДЕОСИГНАЛОВ

8.6.1 Некоторые алгоритмы

8.6.2 Дискретное косинусоидальное преобразование (DCT)

8.6.3 Компенсации движения

8.6.4 Стандарт MPEG

8.7 ДОПОЛНЕНИЕ 1. КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С СЕКРЕТНЫМ КЛЮЧОМ

8.7.1 Секретные коды

8.8 ДОПОЛНЕНИЕ 2. КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С ОТКРЫТЫМ КЛЮЧОМ

8.8.1 Система шифрования RSA

8.9 ДОПОЛНЕНИЕ 3. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЛЕММЫ RSA

8.10 ДОПОЛНЕНИЕ 4. ТЕОРИЯ КОДИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКА

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ГЛАВА 9. ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ

9.1 КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ, SNMP, CMOT, RMON

9.1.1 Выводы по контролю состояний

9.2 МОДЕЛИ И АНАЛИЗ

9.2.1 Очередь с дисциплиной FIFO

9.2.2 Очередь M/M/1

9.2.3 Приложение к статистическому мультиплексированию

9.2.4 Сети очередей M/M/1

9.2.5 Очереди M/G/1

9.2.6 Предостережение

9.2.7 Очереди с перерывами

9.2.8 Системы с приоритетами

9.2.9 Системы циклического обслуживания

9.2.10 Выводы по математическим моделям

9.3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

9.3.1 Моделирование по времени

9.3.2 Моделирование по событиям

9.3.3 Регенеративное моделирование

9.3.4 Программные пакеты моделирования

9.3.5 Выводы по моделированию

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ВЕРОЯТНОСТЬ

А.1 ВЕРОЯТНОСТЬ И СЛУЧАЙНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ

А.2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОЖИДАНИЕ

А.3 НЕЗАВИСИМОСТЬ

А.4 РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ МЕТОД

А.5 ДОПОЛНЕНИЕ 1: КАНАЛЬНОЕ КОДИРОВАНИЕ

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ В. ОЧЕРЕДИ И СЕТИ, ПОСТРОЕННЫЕ НА БАЗЕ ОЧЕРЕДЕЙ

В.1 МАРКОВСКИЕ ЦЕПИ И ОЧЕРЕДИ ТИПА М/М/1.

В.2 СЕТИ ОЧЕРЕДЕЙ М/М/1

В.3. СРЕДНЯЯ ЗАДЕРЖКА

РЕЗЮМЕ

УПРАЖНЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ С. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ.

С.1 СПЕКТР ЧАСТОТ СИГНАЛА

С.2 МОДУЛЯЦИЯ И ДЕМОДУЛЯЦИЯ

С.3 ФАЗОВАЯ АВТОПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ

С.4 ТЕОРЕМА НАЙКВИСТА

РЕЗЮМЕ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

ТЕРМИНЫ И СОКРАЩЕНИЯ.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ