Вступление. Лекция по курсу «Математика» для студентов

Лекция по курсу «Математика» для студентов

Технический редактор Фролов Е.А.

Лицензия ИД № 00573 от 15.12.1999.

Орловский государственный институт искусств и культуры

302020, Орёл, ул. Лескова, 15.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Подписано в печать 23.04.2004 г. Формат 60х84 ¹/₁₆.

Печать ризография. Бумага офсетная.

Объем 1 усл. п. л. Тираж 10 экз. Заказ № ____.

Вступление

В последнем веке железные дороги революционизировали мир, обеспечив транспортную сеть, которая перемещала материалы и продукты производства. Они сделали возможным индустриальное общество. Цифровые коммуникационные сети ознаменовали начало новой революции, обеспечив технологию, которая транспортирует данные, требуемые обществу, в котором информация играет ключевую роль. Сети уже проникли в промышленность, образование и правительство. Они уже начали изменять наше представление о мире, сократив географические расстояния и образовав новые сообщества людей, которые часто взаимодействуют. Еще более важно то, что рост числа сетей носит характер взрыва. Революция уже началась.

Чтобы понимать сетевой обмен и круг вопросов, рассматриваемых в книге, важно представлять, что сетевые исследования и разработки прошли через три стадии развития До 1960 года, основным вопросом был "Как передавать биты по среде коммуникации эффективно и надежно?". Результаты включают разработку теории информации, теоремы Котельникова и других идей, которые в совокупности называют обработкой сигналов. От начала и до середины 60-х внимание было сконцентрировано на пакетной коммутации и основным вопросом стал: "Как передавать пакеты по среде коммуникации эффективно и надежно?". Результатами этого этапа стали разработка технологий пакетной коммутации, локальных вычислительных сетей и статистический анализ времени передачи пакетов по сети в зависимости от загрузки. Приблизительно с середины 70-х и до нынешнего времени самым главным направлением стали сетевые архитектуры и вопрос "Как обеспечить средства взаимодействия взаимосвязанных сетей?". Результатами последнего этапа стала разработка технологий межсетевого обмена, многоуровневых моделей протоколов, дейтаграммных и потоковых транспортных средств и парадигмы взаимодействия клиент-сервер.

Многие книги и курсы по сетям основную часть материала посвящают первым двум стадиям сетевых исследований, описывая хорошо известные теории передачи данных и массового обслуживания. Хотя такая информация и важна для инженеров, которые проектируют сетевые технологии и оборудование, большинство работающих с сетями использует купленное сетевое оборудование. Вместо детальных знаний о том, как биты или пакеты передаются по среде передачи информации, им нужно знать, как взаимодействует такое оборудование и как использовать уже имеющиеся системы.

Эта книга посвящена третьей стадии сетевых исследований. Она рассматривает архитектуру взаимосвязанных сетей и обьясняет принципы и протоколы, которые позволяют функционировать таким взаимосвязанным архитектурам как одна единая коммуникационная система. Более того, она показывает, как взаимосвязанные архитектуры могут быть использованы для распределенных вычислений. Вся книга посвящена понятию межсетевого обмена в общем и технологии Интернета TCP/IP в частности. Межсетевой обмен - это мощная абстракция, которая позволяет нам оперировать с несколькими коммуникационными технологиями, лежащими в основе его. Она скрывает детали сетевого оборудования и обеспечивает высокоуровневую среду взаимодействия. Как показывает эта книга, конечной целью межсетевого обмена является максимальная взаимная работоспособность, то есть максимальная способность программ на различных компьютерах и сетевых системах взаимодействовать надежно и эффективно.

Эта книга рассматривает как архитектуру сетевых взаимодействий, так и межсетевые коммуникационные средства и протоколы, требуемые для обеспечения этих средств. К концу этой книги читатель будет понимать, как возможно взаимное соединение нескольких физических сетей в одну координированную систему, как межсетевые протоколы работают в такой среде, и как прикладные программы используют получившуюся систему. В качестве конкретного примера читатель узнает детали Связанного(TCP/IP) Интернета, включая архитектуру систем шлюзов и прикладные протоколы, которые они поддерживают. Кроме того, эта книга рассматривает некоторые ограничения межсетевого подхода.