Читаем Компьютерные сети. 5-е издание онлайн бесплатно
Компьютерные сети. 5-е издание
Перед вами — очередное, пятое издание самой авторитетной книги по современным сетевым технологиям, написанной признанным экспертом в этой области Эндрю Таненбаумом в соавторстве с профессором Вашингтонского университета Дэвидом Уэзероллом. Первая версия этого классического труда появилась на свет в далеком 1980 году, и с тех пор каждое издание книги неизменно становилось бестселлером и использовалось в качестве базового учебника в ведущих технических вузах. В книге последовательно изложены основные концепции, определяющие современное состояние и тенденции развития компьютерных сетей. Авторы подробнейшим образом объясняют устройство и принципы работы аппаратного и программного обеспечения, рассматривают все аспекты и уровни организации сетей — от физического до уровня прикладных программ. Изложение теоретических принципов дополняется яркими, показательными примерами функционирования Интернета и компьютерных сетей различного типа. Пятое издание полностью переработано с учетом изменений, происшедших в сфере сетевых технологий за последние годы и, в частности, освещает такие аспекты, как беспроводные сети стандарта 802.12 и 802.16, сети 3G, технология RFID, инфраструктура доставки контента CDN, пиринговые сети, потоковое вещание, интернет-телефония и многое другое.
Серия: Классика computer science
Джеймс Уэзеролл , А. Гребенькова
Компьютеры и Интернет / Учебные пособия, самоучители / Технические наукиББК 32.973.202+32.988.02
УДК 004.738.5
Т18
Таненбаум Э., Уэзеролл Д.
Т18 Компьютерные сети. 5-е изд. — СПб.: Питер, 2012. — 960 с.: ил.
ISBN 978-5-459-00342-0
Перед вами — очередное, пятое издание самой авторитетной книги по современным сетевым технологиям, написанной признанным экспертом в этой области Эндрю Таненбаумом в соавторстве с профессором Вашингтонского университета Дэвидом Уэзероллом. Первая версия этого классического труда появилась на свет в далеком 1980 году, и с тех пор каждое издание книги неизменно становилось бестселлером и использовалось в качестве базового учебника в ведущих технических вузах.
В книге последовательно изложены основные концепции, определяющие современное состояние и тенденции развития компьютерных сетей. Авторы подробнейшим образом объясняют устройство и принципы работы аппаратного и программного обеспечения, рассматривают все аспекты и уровни организации сетей — от физического до уровня прикладных программ. Изложение теоретических принципов дополняется яркими, показательными примерами функционирования Интернета и компьютерных сетей различного типа. Пятое издание полностью переработано с учетом изменений, происшедших в сфере сетевых технологий за последние годы и, в частности, освещает такие аспекты, как беспроводные сети стандарта 802.12 и 802.16, сети 3G, технология RFID, инфраструктура доставки контента CDN, пиринговые сети, потоковое вещание, интернет-телефония и многое другое.
ББК 32.973.202+32.988.02 УДК 004.738.5
Права на издание получены по соглашению с Prentice Hall, Inc. Upper Sadle River, New Jersey 07458. Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.
ISBN 978-0132126953 англ. © Prentice Hall, Inc., 2011
ISBN 978-5-459-00342-0 © Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2012
© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство «Питер», 2012
Краткое оглавление
Глава 1. Введение.................................................. 16
Глава 2. Физический уровень........................................106
Глава 3. Канальный уровень.........................................216
Глава 4. Подуровень управления доступом к среде......................281
Глава 5. Сетевой уровень...........................................384
Глава 6. Транспортный уровень......................................527
Глава 7. Прикладной уровень........................................648
Глава 8. Безопасность в сетях.......................................807
Глава 9. Рекомендации для чтения и библиография.....................928
Алфавитный указатель.............................................947
Оглавление
Предисловие...................................................... 14
Глава 1.Введение .................................................. 16
1.1. Применение компьютерных сетей...................................... 17
1.1.1. Сети в организациях............................................ 18
1.1.2. Использование сетей частными лицами........................... 21
1.1.3. Использование беспроводных сетей.............................. 26
1.1.4. Социальный аспект............................................. 29
1.2. Сетевое оборудование ............................................... 32
1.2.1. Персональные сети............................................. 34
1.2.2. Локальные сети ................................................ 35
1.2.3. Муниципальные сети ........................................... 38
1.2.4. Глобальные сети ............................................... 40
1.2.5. Объединения сетей............................................. 43
1.3. Сетевое программное обеспечение .................................... 44
1.3.1. Иерархия протоколов........................................... 45
1.3.2. Разработка уровней ............................................ 49
1.3.3. Службы на основе соединений и службы без установления
соединений.................................................... 51
1.3.4. Примитивы служб .............................................. 53
1.3.5. Службы и протоколы............................................ 56
1.4. Эталонные модели ................................................... 57
1.4.1. Эталонная модель OSI .......................................... 57
1.4.2. Эталонная модель TCP/IP........................................ 61
1.4.3. Модель, используемая в книге ................................... 64
1.4.4. Сравнение эталонных моделей OSI и TCP.......................... 65
1.4.5. Критика модели и протоколов OSI ................................ 66
1.4.6. Критика эталонной модели TCP/IP................................ 69
1.5. Примеры сетей ...................................................... 70
1.5.1. Интернет...................................................... 70
1.5.2. Мобильная телефонная сеть третьего поколения................... 81
1.5.3. Беспроводные ЛВС: 802.11 ...................................... 86
1.5.4. RFID и сенсорные сети .......................................... 90
1.6. Стандартизация сетей................................................ 92
1.6.1. Кто есть кто в мире телекоммуникаций............................ 93
1.6.2. Кто есть кто в мире международных стандартов.................... 95
1.6.3. Кто есть кто в мире стандартов Интернета......................... 97
1.7. Единицы измерения.................................................. 99
1.8. Краткое содержание следующих глав.................................. 100
Резюме................................................................ 101
Вопросы............................................................... 103
Глава 2. Физический уровень........................................106
2.1. Теоретические основы передачи данных............................... 106
2.1.1. Ряды Фурье................................................... 107
2.1.2. Сигналы с ограниченным спектром .............................. 107
2.1.3. Максимальная скорость передачи данных через канал ............. 110
2.2. Проводниковые среды передачи информации .......................... 112
2.2.1. Магнитные носители........................................... 112
2.2.2. Витая пара ................................................... 113
2.2.3. Коаксиальный кабель .......................................... 114
2.2.4. Линии электропитания......................................... 115
2.2.5. Волоконная оптика ............................................ 116
2.3. Беспроводная связь................................................. 122
2.3.1. Электромагнитный спектр...................................... 123
2.3.2. Радиосвязь................................................... 127
2.3.3. Связь в микроволновом диапазоне .............................. 128
2.3.4. Передача в инфракрасном диапазоне............................ 132
2.3.5. Связь в видимом диапазоне .................................... 133
2.4. Спутники связи ..................................................... 135
2.4.1. Геостационарные спутники ..................................... 136
2.4.2. Средневысотные спутники...................................... 140
2.4.3. Низкоорбитальные спутники.................................... 140
2.4.4. Спутники против оптоволокна................................... 143
2.5. Цифровая модуляция и мультиплексирование .......................... 145
2.5.1. Низкочастотная передача ...................................... 145
2.5.2. Передача в полосе пропускания................................. 150
2.5.3. Частотное уплотнение ......................................... 153
2.5.4. Мультиплексирование с разделением времени.................... 155
2.5.5. CDM — кодовое разделение каналов............................. 156
2.6. Коммутируемая телефонная сеть общего пользования................... 159
2.6.1. Структура телефонной системы................................. 160
2.6.2. Политика телефонии........................................... 163
2.6.3. Местные линии связи: модемы, ADSL, беспроводная связь ......... 165
2.6.4. Магистрали и мультиплексирование............................. 173
2.6.5. Коммутация .................................................. 182
2.7. Мобильная телефонная система ...................................... 186
2.7.1. Мобильные телефоны первого поколения: аналоговая передача
речи ......................................................... 188
2.7.2. Второе поколение мобильных телефонов: цифровая передача
голоса (G2) ................................................... 192
2.7.3. Мобильные телефоны третьего поколения: цифровая речь
и данные ..................................................... 197
2.8. Кабельное телевидение.............................................. 202
2.8.1. Абонентское телевидение...................................... 202
2.8.2. Кабельный Интернет........................................... 203
2.8.3. Распределение частот ......................................... 205
2.8.4. Кабельные модемы ............................................ 206
2.8.5. ADSL или кабель?.............................................. 208
Резюме................................................................ 210
Вопросы............................................................... 211
Глава 3. Канальный уровень.........................................216
3.1. Ключевые аспекты организации канального уровня...................... 216
3.1.1. Сервисы, предоставляемые сетевому уровню..................... 217
3.1.2. Формирование кадра.......................................... 219
3.1.3. Обработка ошибок............................................. 223
3.1.4. Управление потоком........................................... 224
3.2. Обнаружение и исправление ошибок .................................. 225
3.2.1. Коды с исправлением ошибок................................... 227
3.2.2. Коды с обнаружением ошибок .................................. 233
3.3. Элементарные протоколы передачи данных на канальном уровне ......... 239
3.3.1. Симплексный протокол «Утопия» ................................ 244
3.3.2. Симплексный протокол с ожиданием для канала без ошибок........ 245
3.3.3. Симплексный протокол с ожиданием для зашумленных каналов.....247
3.4. Протоколы скользящего окна......................................... 251
3.4.1. Протокол однобитового скользящего окна........................ 253
3.4.2. Протокол с возвратом на n...................................... 256
3.4.3. Протокол с выборочным повтором............................... 263
3.5. Примеры протоколов передачи данных ................................ 269
3.5.1. Передача пакетов по протоколу SONET........................... 269
3.5.2. ADSL......................................................... 273
3.6. Резюме............................................................ 276
Вопросы............................................................... 277
Глава 4. Подуровень управления доступом к среде......................281
4.1. Проблема распределения канала ..................................... 282
4.1.1. Статическое распределение канала ............................. 282
4.1.2. Допущения, связанные с динамическим распределением каналов . . . 284
4.2. Протоколы коллективного доступа .................................... 286
4.2.1. Система ALOHA ............................................... 286
4.2.2. Протоколы множественного доступа с контролем несущей ......... 291
4.2.3. Протоколы без столкновений ................................... 294
4.2.4. Протоколы с ограниченной конкуренцией ........................ 298
4.2.5. Протоколы беспроводных локальных сетей ....................... 302
4.3. Сеть Ethernet ....................................................... 305
4.3.1. Физический уровень классической сети Ethernet .................. 306
4.3.2. Протокол подуровня управления доступом к среде в классическом
Ethernet ...................................................... 307
4.3.3. Производительность сети Ethernet............................... 311
4.3.4. Коммутируемые сети Ethernet................................... 313
4.3.5. Fast Ethernet.................................................. 316
4.3.6. Gigabit Ethernet................................................ 319
4.3.7. 10-гигабитный Ethernet......................................... 322
4.3.8. Ретроспектива Ethernet ........................................ 324
4.4. Беспроводные локальные сети........................................ 325
4.4.1. Стандарт 802.11: архитектура и стек протоколов .................. 326
4.4.2. Стандарт 802.11: физический уровень ........................... 327
4.4.3. Стандарт 802.11: протокол подуровня управления доступом к среде 329
4.4.4. Стандарт 802.11: структура кадра ............................... 336
4.4.5. Сервисы ..................................................... 338
4.5. Широкополосные беспроводные сети ................................. 340
4.5.1. Сравнение стандарта 802.16 с 802.11 и 3G........................ 341
4.5.2. Стандарт 802.16: архитектура и стек протоколов .................. 342
4.5.3. Стандарт 802.16: физический уровень ........................... 343
4.5.4. Стандарт 802.16: протокол подуровня MAC ....................... 345
