Передача Данных В Сетях: Инженерный Подход
Автор: Дж. Ирвин Д- Харль
Год: 2003
Страницы: 445
Язык: Русский
Издательство: БХВ-Петербург
Для возможности заказывать книгу Вам необходимо зарегистрироваться
Описание: В книге рассматриваются современные системы передачи данных с точки зрения организации взаимодействия соответствующих сетевых служб и техники связи, подробно исследуется влияние требований пользователей на сетевой проект. Сначала даны принципы и технологии, связанные с сетевой структурой в целом и иерархией ее компонентов верхнего уровня, затем -проблемы уровня канала передачи данных и, наконец, ключевые принципы, обеспечивающие передачу индивидуальных информационных битов. Приводятся примеры действующих систем, иллюстрирующие, как изложенные концепции комбинируются на практике при построении целостной службы. В книге содержатся вопросы, снабженные обстоятельными ответами, и задания по всем основным темам. Для студентов, аспирантов и специалистов в области телекоммуникационных систем
Содержание
Сокращения VII
Предисловие XXXI
Глава 1. Коммуникационные системы 1
Обзор 1
Декомпозиция коммуникационных систем 2
Многоуровневые коммуникационные архитектуры 4
Потребность в стандартах 5
Эталонная модель Internet 7
Эталонная модель взаимодействия открытых систем 7
Структура книги 10
Глава 2. С точки зрения пользователя 19
Данные пользователя 19
Введение в теорию информации 19
Количество информации 19
Взаимная информация 22
Источники информации 23
Кодирование 24
Свойства кодов 24
Минимальные разрядности кода 26
Избыточность и эффективность 26
Типы кодирования 26
Кодирование источника 27
Квантование 27
Точность квантования 28
Частота дискретизации 29
Ряды Фурье 30
Вычисление частотного спектра 30
Частотный спектр 32
Минимальная скорость выборки 34
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) 34
Кодирование источников без памяти 35
Кодирование Шеннона-Фано 35
Кодирование Хаффмана 35
Кодирование источников с памятью 37
Подавление нулей 38
Групповое кодирование 38
Подстановка образцов 38
Дифференциальное сжатие 39
Сжатие на основе преобразования 39
Векторное квантование 39
Примеры сжатия 40
Практическое сжатие — JPEG 41
Вопросы к главе 42
Вопросы по теории информации 42
Вопросы по кодированию источника без памяти 43
Вопросы по кодированию источника с памятью 44
Глава 3. С точки зрения защиты 47
Введение 47
Криптографические типы 47
Рассеивание 48
Перемешивание 50
Криптографические сценарии 51
Системы с частными ключами 52
Введение 52
Перестановочные шифры 52
Трансформационные шифры 53
Моноалфавитный шифр 53
Полиалфавитный шифр 55
Одноразовое заполнение 56
Кодировщики со сдвиговым регистром 56
Продукционные шифры 57
DES 58
Расширенный стандарт шифрования (AES) 60
Поточные шифры 61
Криптосистемы с общим ключом 64
Проблема распределения ключей 64
Односторонние функции 65
Ключевой обмен Диффи-Хеллмана 67
Криптосистема RSA (Rivest, Shamir, Adleman) 68
Идентификация 70
Введение 70
Целостность 70
Идентификация 73
Цифровые подписи 75
Другие криптографические протоколы 75
Удаленное бросание монеты 75
Неосознанная передача 77
Практическая защита 79
Какова необходимая степень защиты? 79
Проверка полномочий 80
Аварийные ситуации 80
Человеческий фактор 81
Вопросы к главе 81
Глава 4. С точки зрения 83
Введение 83
Сетевые конфигурации 84
Сетевая топология 87
Сеточная топология 87
Звездообразная топология 87
Кольцевая топология 88
Шинная топология 89
Связность 90
Алгоритм Клейтмана 92
Алгоритм Ивена 94
Размер сети 95
Глобальные сети 96
Региональные сети 96
Локальные сети 96
Типы коммутации 97
Коммутация каналов 98
Коммутация пакетов 99
Коммутация дейтаграмм 101
Виртуальные каналы 101
Качество работы сетевых служб 102
Параметры качества обслуживания, не связанные с производительностью 103
Параметры качества обслуживания, связанные с производительностью 103
Пропускная способность сетей 105
Пропускная способность сетей с коммутацией каналов 105
Пропускная способность систем с коммутацией пакетов 109
Свойства звеньев передачи данных 117
Межсетевые взаимодействия 118
Повторители 119
Мосты 119
Маршрутизаторы 120
Шлюзы высокого уровня 120
Маршрутизация 121
Наикратчайший путь 123
Алгоритм Дейкстры 124
Лавинная маршрутизация 127
Распределенная маршрутизация 128
Маршрутизация по вектору расстояния 128
Маршрутизация по состоянию связей 129
Широковещательная маршрутизация. 131
Перегрузка 132
Управление на входе 133
Сброс загрузки 133
Управление потоками данных 134
Защита от ошибок 134
Обнаружение ошибок 135
ARQ 137
Службы транспортного уровня 144
Адресация 145
Иерархическая адресация 146
Сплошная адресация 146
Протокол начального соединения 146
Классы транспортных служб OSI 147
Классы -транспортных служб Internet 148
Протокол пользовательских дейтаграмм 149
Протокол управления передачей (TCP) 150
Сегмент TCP 151
Протокол Internet (IP) 155
Формат IP-пакета 155
Адресация 158
Подсети 159
Бесклассовая адресация 161
Служба доменных имен 162
IP-маршрутизация 167
IP-протокол версии 6 (IPv6) 168
Качество обслуживания на IP 171
Интегрированные службы 171
Протокол резервирования ресурсов 172
Дифференцированные службы 173
Переключение многопротокольной метки 176
Вопросы к главе 177
Вопросы по сетевым конфигурациям 177
Вопросы по технике коммутации 178
Вопросы по расчетам в сетях 178
Вопросы по маршрутизации 179
Вопросы по защите от ошибок 180
Глава 5. С точки зрения звена 183
Уровень звена данных 183
Разграничение кадров 184
Управление доступом к среде передачи 185
Схемы с состязаниями 186
ALOHA 186
Квантованная ALOHA 187
Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений (CSMA/CD) 187
Схемы с резервированием 190
Опрос 190
Схемы с маркерами 191
Сравнение методов доступа 196
Кодирование канала 197
Вероятность ошибки 200
Построение кодов с исправлением 201
КОДЫ С ПОВТОРЕНИЯМИ 201
Код с одним разрядом контроля четности 201
Код Хемминга 202
Линейные коды 203
Матричная форма кодов Хемминга 204
Циклические коды 205
Пример линейного кода: расширенный код Хемминга 206
Сверточные коды 208
Чередование 212
Объединение кодов 213
Композиционные коды 213
Каскадные коды 214
Турбо-коды 216
Сравнение методов коррекции ошибок 217
Локальные сети 218
Конфигурации локальных сетей 219
Локальные сети группы стандартов IEEE 802 220
Адресация устройств 222
Протокол преобразования адресов 222
Обратный протокол преобразования адресов 223
Локальная сеть IEEE 802.3 (Ethernet) 224
Высокоскоростные сети Ethernet 226
Изохронная Ethernet 226
Быстрая Ethernet 227
Гигабитная Ethernet 228
10-гигабитная Ethernet 231
Локальные сети IEEE Token Ring (Маркерное кольцо) 232
Стандарт IEEE 802.11 Wireless LAN (Беспроводные локальные сети) 233
Управление доступом к среде 234
Конфигурации 235
Соединение локальных сетей 235
Повторители 236
Мосты 237
Прозрачные мосты 237
Алгоритм дерева охвата 238
Мост с маршрутизацией от источника 239
Протоколы глобальных сетей 240
Стандарты SDH/SONET 240
Режим асинхронной передачи (ATM) 241
Службы ATM 242
Стек протоколов ATM 243
Передача ATM 245
Контракт АТМ-трафика 246
Контроль параметра использования 247
Коммутация в ATM 248
Поля ATM-ячейки 250
IP-транспортировка в глобальных сетях 252
Двухточечный протокол 252
IP и SDH/SONET 254
IP и ATM 254
ARP-протокол для IP/АТМ 255
Региональные сети 256
Интерфейс передачи данных по оптоволокну 257
Работа МАС-уровня FDDI 260
Производительность FDDI 262
Двойная шина с распределенной очередью 263
Вопросы к главе 268
Вопросы по линейным кодам 268
Вопросы по сверточным кодам 270
Вопросы по локальным и региональным сетям 272
Глава 6. С точки зрения канала передачи 273
Введение 273
Пропускная способность канала 273
Дискретный канал без памяти 273
Пропускная способность дискретного канала без памяти 275
Теорема кодирования канала 276
Аналоговые каналы — теорема о пропускной способности канала 277
Передающая среда 278
Проводная среда 278
Оптическое волокно 281
Радиоэфир 285
Радиовещание 285
Двухточечная радиосвязь между терминалами 287
Мобильное радио 288
Спутник 290
Самолетный ретранслятор 292
Другие виды передающих сред 292
Инфракрасная среда 292
Индуктивные контуры 293
Линии электропередач 293
Кодирование в линиях связи 294
Двоичные линейные коды 295
Униполярные коды с возвратом и без возврата к нулю 295
Биполярные коды с возвратом и без возврата к нулю 296
Биполярный код с чередующейся инверсией маркеров 296
Манчестерский код 297
Модуляция с задержкой (Код Миллара) 297
Кодирование с инверсией кодовых посылок 298
Расщепление по фазе 298
Бифазный код 299
Двоичный код с замещением N нулей 299
Многоуровневые коды 301
Перемешивание 304
Пример применения линейного кодирования 306
Модуляция 307
Введение 307
Множественный доступ 308
Множественный доступ с частотным разделением канала 309
Множественный доступ с временным разделением канала 311
Комбинация FDM и ТОМ 313
Цифровая модуляция 314
Типы модуляции 314
Формирование импульсов 315
Амплитудная манипуляция (ASK) 317
Частотная манипуляция (FSK) 319
Минимальная частотная манипуляция (MSK) 320
Двоичная фазовая манипуляция (BPSK) 320
Дифференциальная фазовая манипуляция (DPSK) 320
Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK) 321
m-арная фазовая манипуляция (т-агу PSK) 323
Квадратурная амплитудная модуляция (QAM) 323
Пример применения: ADSL 327
Вопросы к главе 330
Вопросы по пропускной способности канала 330
Глава 7. Соединим все вместе 333
Введение 333
Мобильная телефонная система GSM 333
Передающая среда 333
Кодирование и модуляция 333
Управление средой доступа 334
Кодирование 337
Передача речи по IP-каналам (VoIP) 339
Требования 340
Защита от ошибок 341
Протокол передачи 342
Архитектура 345
Глава 8. Ответы на упражнения 349
Ответы на вопросы к главе 2 349
Ответы на вопросы по теории информации 349
Ответы на вопросы по кодированию источника без памяти 355
Ответы на вопросы по кодированию источника с памятью 361
Ответы на вопросы к главе 3 364
Ответы на вопросы главе 4 367
Ответы на вопросы по сетевым конфигурациям 367
Ответы на вопросы по технике коммутации 368
Ответы на вопросы по расчетам в Сетях 369
Ответы на вопросы по маршрутизации 371
Ответы на вопросы по защите от ошибок 373
Ответы на вопросы к главе 5 377
Ответы на вопросы по линейным кодам 377
Ответы на вопросы по сверточным кодам 385
Вопросы по локальным и региональным сетям 389
Ответы на вопросы к главе 6 392
Ответы на вопросы по пропускной способности канала 392
Предметный указатель 397
