Компьютерные сети. 6-е изд. - Эндрю Таненбаум

двоечником, не окончившим даже средней школы. Вопрос о том, как людям со всего мира находить достоверную информацию о текущих событиях и новостях, вызывает все большую озабоченность. К примеру, во время президентских выборов 2016 года в США отмечалась волна фейковых новостей. Определенные заинтересованные стороны фабриковали фальшивые истории, чтобы заставить читателей поверить в то, чего не было. Кампания по дезинформации поставила перед операторами сетей и платформ новые непростые вопросы. Что именно считать дезинформацией? Как ее обнаружить? И наконец, какие действия должен предпринять оператор сети или платформы при ее обнаружении?

1.9. Единицы измерения

Во избежание недоразумений имеет смысл уточнить, что в этой книге (и вообще в вычислительной технике) вместо традиционных английских единиц измерения используются метрические единицы. На илл. 1.38 перечислены основные метрические префиксы. Обычно они сокращаются до первых букв. Префиксы пишутся с заглавной буквы при числе больше единицы (Кбайт, Мбайт и т.д.). Итак, 1-Мбит/с линия связи передает 106 бит в секунду, а шаг 100-пикосекундных часов равен 10–10 с. Также отметим, что префиксы милли- и микро- начинаются

Степень 10

Десятичное выражение

Префикс

Степень 10

Десятичное выражение

Префикс

10–3

0,001

милли

103

1000

кило

10–6

0,000001

микро

106

1000000

мега

10–9

0,000000001

нано

109

1000000000

гига

10–12

0,000000000001

пико

1012

1000000000000

тера

10–15

0,000000000000001

фемто

1015

1000000000000000

пета

10–18

0,000000000000000001

атто

1018

1000000000000000000

экса

10–21

0,000000000000000000001

зепто

1021

1000000000000000000000

зетта

10–24

0,000000000000000000000001

иокто

1024

1000000000000000000000000

иотта

Илл. 1.38. Основные метрические префиксы

с «м». Чтобы не возникло путаницы, для них используются сокращения «м» и «мк»15 соответственно.

При описании размеров дисков, файлов, баз данных и объемов оперативной памяти смысл вышеупомянутых единиц обычно несколько отличается. В этом случае префикс «кило» означает 210 (1024), а не 103 (1000), поскольку объем памяти всегда кратен степени двойки. Таким образом, 1 Кбайт памяти равен 1024 байта, а не 1000. Аналогично 1 Мбайт памяти содержит 220 (1 048 576) байт, 1 Гбайт — 230 (1 073 741 824) байт, а 1 Тбайт — 240 (1 099 511 627 776) байт. В то же время по 1 Кбит/с линии связи передается 1000 бит в секунду, а 10 Мбит/с LAN работает на скорости 10 000 000 бит/с, поскольку эти скорости не являются степенями двойки. К сожалению, многие путают эти системы измерения, особенно в случае объемов дисков. В этой книге мы будем использовать Кбайт, Мбайт, Гбайт и Тбайт для 210, 220, 230 и 240 байт соответственно, а Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с и Тбит/с для 103, 106, 109 и 1012 бит/с соответственно.

15 В международных обозначениях вместо «мк» используется «µ» (греческая буква «мю»). — Примеч. пер.

1.10. Краткий обзор следующих глав

В этой книге обсуждаются как общие принципы, так и практическое применение вычислительных сетей. Большинство глав начинается с обсуждения основ, а затем приводится множество иллюстрирующих их примеров. Обычно примеры связаны с интернетом или беспроводными сетями (например, мобильными), поскольку обе эти сферы важны и существенно отличаются друг от друга. Там, где это уместно, мы будем приводить и другие примеры.

Книга организована в соответствии с гибридной моделью, приведенной на илл. 1.36. Начиная с главы 2, мы будем продвигаться снизу вверх по иерархии протоколов. Мы приведем основные сведения из области обмена данными, охватывающие как проводные, так и беспроводные системы передачи. Основное внимание будет уделено доставке информации по физическим каналам, хотя мы будем изучать в основном вопросы архитектуры, а не аппаратного обеспечения. Также мы рассмотрим несколько примеров физического уровня: общественные коммутируемые и мобильные телефонные сети, а также сети кабельного телевидения.

В главах 3 и 4 обсуждается канальный уровень. В главе 3 мы разберем задачу пересылки пакетов по линии связи, включая обнаружение и исправление ошибок. В качестве реального примера протокола канального уровня приведена технология DSL (используемая для широкополосного доступа в интернет по телефонным линиям).

В главе 4 мы изучим подуровень доступа к среде передачи — составную часть канального уровня, отвечающую за совместное использование канала несколькими компьютерами. Мы рассмотрим несколько примеров, в том числе беспроводные (802.11) и проводные (Ethernet) LAN. Далее обсудим коммутаторы канального уровня, соединяющие различные LAN (например, в случае коммутируемой сети Ethernet).

Глава 5 посвящена сетевому уровню, а именно маршрутизации. В ней описывается множество алгоритмов маршрутизации, как статических, так и динамических. Даже при хорошем алгоритме, если трафик превышает возможности сети, некоторые пакеты будут доставлены с задержкой или вообще пропадут. Мы обсудим способы предотвращения перегруженности сети и обеспечения качественного обслуживания. В этой главе затронуты многочисленные проблемы, связанные с объединением однородных сетей в интерсети. Кроме того, подробно описан сетевой уровень интернета.

Глава 6 описывает транспортный уровень. Многие приложения нуждаются в протоколах, ориентированных на установление соединения, а также в обеспечении надежности. Этим вопросам уделено основное внимание. Подробно описаны оба транспортных протокола интернета, TCP и UDP, а также их проблемы с производительностью (особенно это касается TCP, одного из ключевых протоколов интернета).

Глава 7 посвящена прикладному уровню, его протоколам и приложениям. Первая тема этой главы — DNS, «телефонная книга» интернета, вторая — электронная почта и ее протоколы. Далее мы поговорим о Всемирной паутине, подробно обсудим статический и динамический контент, а также процессы на клиентской и серверной сторонах. Затем коснемся темы мультимедийного сетевого контента, включая потоковые аудио и видео. И наконец, мы рассмотрим сети доставки контента, в том числе технологию пиринга.

Глава 8 рассказывает о сетевой безопасности. Некоторые ее составляющие относятся ко всем уровням сетевой модели. Поэтому разумно обсуждать эту тему после подробного изучения уровней. Глава начинается со знакомства с криптографией. Далее рассказывается, как с ее помощью обеспечить безопасность связи, электронной почты и интернета вообще. Завершается глава обсуждением некоторых сфер, в которых безопасность переплетается с защитой персональной информации, свободой слова, цензурой и другими социальными вопросами.

Глава 9 содержит аннотированный список рекомендуемой литературы по главам. Он предназначен для тех читателей, которые хотели бы продолжить знакомство с сетями. Эта глава также включает алфавитную библиографию всех упомянутых в книге источников.

Дополнительную информацию, которая может вас заинтересовать, вы найдете на веб-сайтах авторов:

https://www.pearsonhighered.com/tanenbaum

https://computernetworksbook.com

1.11. Резюме

Компьютерные сети используются для множества целей, компаниями и частными лицами, дома и в дороге. В компаниях с их помощью осуществляется совместный доступ к корпоративной информации, как правило, при помощи модели «клиент-сервер». Компьютеры сотрудников играют роль рабочих станций, которые обращаются к мощным серверам, расположенным в серверной комнате. Частным лицам сети дают доступ к разнообразной информации и развлекательным