Prezentacja multimedialna
współfinansowana przez Unię Europejską
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
w projekcie
 Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń
Tomasz Kacprzak
 zintegrowany rozwój Politechniki A
ódzkiej 
zarządzanie Uczelnią,
nowoczesna oferta edukacyjna
Systemy i sieci
i wzmacniania zdolności do zatrudniania
telekomunikacyjne osób niepełnosprawnych
Zadanie nr 30  Dostosowanie kierunku Elektronika i Telekomunikacja
do potrzeb rynku pracy i gospodarki opartej na wiedzy
90-924 A
ódz
, ul. Żeromskiego 116,
tel. [phone]
www.kapitalludzki.p.lodz.pl
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Systemy i sieci telekomunikacyjne
Kierunek studiów: elektronika i telekomunikacja
studia stopnia I - inżynierskie
sem VII (V)
Tomasz Kacprzak
Technical University of A
ódz

Institute of Electronics
Ul. Wólczańska 211/215, 3 piętro, pok. 317b
90-924 A
ódz

e-mail: tomasz.kacprzak@.p.lodz.pl
tel: [phone]
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
2
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Systemy i sieci telekomunikacyjne
Wykład 5
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
3
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Cel przedmiotu
Poznanie wiedzy podstawowej z zakresu systemów
i sieci telekomunikacyjnych w celu nabycia
umiejętności oceny jakości usług oferowanych w
sieciach, projektowania i modernizacji sieci o
niewielkich rozmiarach i rozumienia kierunków
rozwoju sieci telekomunikacyjnych.
Wymagania wstępne: matematyka (probabilistyka i
statystyka), podstawy elektrotechniki, fizyka, podstawy
informatyki (programowanie).
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
4
Koncepcja sieci globalnej
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" Zadaniem sieci globalnej (WAN, Wide Area Network) jest
integracja usług dostępnych dla jej użytkowników
" W takiej sieci jakakolwiek zmiana w jej budowie nie może
wpływać na poziom świadczonych usług
" Konieczność zasłonięcia mechanizmów wewnętrznych działania
sieci
" Takie warunki wypełnia sieć Internet. Z punktu widzenia
użytkownika końcowego znajomość szczegółów budowy i
działania sieci jest zbędna.
" Dodanie nowej podsieci do Internetu wymaga tylko dołączenia do
węzła brzegowego. Nie ma potrzeby dołączania jej do wszystkich
istniejących już podsieci.
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
5
Koncepcja sieci globalnej
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" Sieć Internet zapewnia możliwość przesyłania danych przez
podsieci pośredniczące, nawet gdy nie są one połączone
bezpośrednio
" Wykonuje to poprzez odpowiedni system adresów, który
zapewnia jednoznaczne identyfikowanie zarówno podsieci jak i
urządzeń wewnątrz niej
" Fizyczne połączenie dwóch podsieci odbywa się z pomocą
urządzenia, zwanego bramą lub ruterem
" Są to specjalizowane komputery o dużych mocach
obliczeniowych, wykorzystywane tylko do obsługi ruchu w sieci
" Rutery są wyposażone w niezbędne informacje o stanie sieci i
położeniu innych ruterów, w celu określenia drogi transmisji
informacji
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
6
Dołączenie podsieci do sieci szkieletowej
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
WAN
LAN
LAN
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
7
Urządzenia sieci Internet
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Aplikacji
terminal końcowy
Prezentacji
Komputer
host
Sesji
Transportowa
Sieci
rutery
Karta sieciowa
przełączniki, mosty
NIC (Network
A
ącza danych
Interface Card)
regeneratory
Fizyczna
koncentratory
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
8
Urządzenia sieci Internet
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" Karta sieciowa  urządzenie warstwy 2 (łącza danych) modelu OSI. Często
realizuje funkcje warstwy pierwszej i trzeciej. Zadaniem karty jest
umieszczanie jednostek danych PDU (Protocol Data Unit) w polu danych
ramek Ethernet.
" Host  urządzenie warstw wyższych modelu OSI
" Regenerator  urządzenie warstwy 1 (fizyczna), odtwarza zniekształcony
sygnał transmitowany w łączu
" Koncentrator  urządzenie warstwy 1; regeneruje i przesyła odebrany
sygnał do wszystkich pozostałych portów (regenerator wieloportowy)
" Most  urządzenie warstwy 2; łączy dwa segmenty sieci LAN
" Przełącznik  most wieloportowy; łączy większą liczbę segmentów LAN
" Ruter - urządzenie warstwy 3; realizuje wybór najlepszej trasy i
przełączanie jednostek PDU
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
9
Protokoły sieciowe
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
FTP, HTTP, SMTP, DNS,
Aplikacji
Telnet, SNMP
terminal końcowy
Prezentacji
komputer
host
Sesji
TCP/IP
Transportowa
IP
Sieci
Karta sieciowa
Ethernet, ATM, FDDI, HDLC
NIC (Network
A
ącza danych
Interface Card)
Fizyczna
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
10
Protokoły sieciowe
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" FDDI  Fiber Distributed Data Interface, protokół realizacji połączenia w sieci
komputerowej rozległej o architekturze podwójnego pierścienia z medium
światłowodowym
" HDLC  High Level Data Link Control, protokół transportu ramek
" ATM  Asynchronous Transfer Mode, protokół transmisji komórek
" IP  Internet Protocol, przeznaczony do realizacji usług połączeniowych TCP i
bezpołączeniowych UDP
" TCP/IP  zestaw protokołów do realizacji niezawodnych usług
połączeniowych
" FTP  protokół transportu plików
" HTTP  protokół obsługi stron WWW
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
11
Protokoły sieciowe
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" SMTP - Simple Mail Transfer Protocol, protokół wymiany poczty
elektronicznej
" SNMP  Simple Network Management Protocol, protokół do zarządzania
środowiskiem sieciowym
" DNS  Domain Name System, system nazewnictwa i adresowania w sieci
" Telnet  protokół zdalnego logowania
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
12
Urządzenia sieci Internet
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Aplikacji
terminal końcowy
Prezentacji
Komputer
host
Sesji
Transportowa
Sieci
rutery
Karta sieciowa
przełączniki, mosty
NIC (Network
A
ącza danych
Interface Card)
regeneratory
Fizyczna
koncentratory
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
13
Protokół warstwy sieciowej (3)
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" Jeden z najważniejszych protokołów funkcjonowania
sieci transmisji danych, ponieważ jest
zaimplementowany w każdym hoście (komputerze
końcowym użytkownika) i w każdym ruterze.
" Jest też bardzo złożonym protokołem, ponieważ
odpowiada za wybór trasy transmisji datagramów,
ruting.
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
14
Warstwa sieci Warstwa sieci
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
warstwa łącza danych warstwa łącza danych
Warstwa sieci
warstwa fizyczna warstwa fizyczna
warstwa łącza danych
warstwa fizyczna
R3
R1
R4
WAN
H1
warstwa aplikacji
warstwa transportowa
LAN 1
Warstwa sieci
LAN 2 R2
warstwa łącza danych
warstwa fizyczna
warstwa aplikacji
warstwa transportowa
H2
Warstwa sieci
warstwa łącza danych
warstwa fizyczna
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
15
Rola warstwy sieci hostów H1 i H2
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
" Warstwa sieci hosta H1 pobiera segmenty z jego warstwy
transportowej i kapsułkuje je w datagramach (pakietach
warstwy sieci).
nagłówek
dane
Segment Transportowa
Datagram
Sieci
nagłówek dane
pakiet
A
ącza danych
dane
nagłówek
Ramka
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
16
Rola warstwy sieci hostów H1 i H2
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Datagram
nagłówek dane
pakiet
" Datagram jest przesyłany do najbliższego rutera R1, a
dalej poprzez np. rutery R3, R4, R5, R2 do hosta H2.
" Warstwa sieci hosta H2 odbiera datagram i przekazuje
warstwie transportowej H2.
nagłówek
dane
Segment
Datagram
nagłówek dane
pakiet
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
17
Zadania ruterów
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
��Są dwa: przekazywanie datagramów (pakietów) i
ruting.
��Przekazywanie pakietów polega na przesłaniu pakietu
z interfejsu łącza wejściowego do odpowiedniego
interfejsu łącza wyjściowego.
��Ruting jest procedurą wyznaczania najlepszej (z
danego punktu widzenia) trasy podążania pakietu od
nadawcy do odbiorcy.
��Algorytm rutingu określa zawartość tabeli
przekazywania pakietów.
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
18
Tabela przekazywania pakietów
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
��Ruter przekazuje pakiety przez sprawdzenie wartości
odpowiedniego pola w nagłówku odebranego pakietu i
przeglądania swojej tabeli przekazywania.
��W wyniku tej operacji ruter dostaje informację do
którego interfejsu łącza wyjściowego ma przesłać
pakiet.
Tabela
przekazywania
wartość
Wartość A
ącze wy
1
0110
& &
0100 3
2
0101 2
3
0110 2
1001 1
& & & ..
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
19
Sieci wirtualnych obwodów
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
��W sieciach komputerowych warstwa sieci może
oferować również usługę połączeniową, zwaną siecią
wirtualnych obwodów, np. w sieci ATM.
��Wirtualny obwód składa się z:
ż�ścieżki poprowadzonej od hosta z
ródłowego do hosta
docelowego poprzez serię łączy i ruterów
ż�numeru VC (Virtual Circuit), każdemu łączu ścieżki jest
przypisywany jeden numer
ż�wpisów do tabeli przekazywania każdego rutera na
ścieżce.
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
20
Prosta sieć wirtualnych obwodów
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
R2
H1
R1
2
1
R6
3
H2
4
R3
Tabela
R4
przekazywania R1
R5
A
ącze Nr VC interfejsu interfejs numer VC
wejściowe łącza wejściowego łącza wyjściowego interfejsu łącza wy
1 12 2 22
2 63 1 18
3 7 2 17
1 98 3 87
.. & .. &
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
21
Tworzenie wirtualnego obwodu
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
3 fazy tworzenia wirtualnego obwodu
warstwa aplikacji
Utworzenie obwodu wirtualnego
warstwa transportowa
warstwa aplikacji
Warstwa sieci
Rozpoczęcie nadawania danych
warstwa transportowa
warstwa łącza danych
odebranie danych
Warstwa sieci
warstwa fizyczna
akceptacja żądania warstwa łącza danych
warstwa fizyczna
H1
H2
Zainicjowanie żądania
Odebranie żądania
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
22
Usuwanie wirtualnego obwodu
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Faza inicjowana przez nadawcę lub odbiorcę
warstwa aplikacji
warstwa transportowa
warstwa aplikacji
Warstwa sieci
warstwa transportowa
warstwa łącza danych
Warstwa sieci
warstwa fizyczna
warstwa łącza danych
warstwa fizyczna
H1
H2
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
23
Sieci datagramowe
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
��W sieciach komputerowych datagramowych host
końcowy zamierzający wysłać pakiet dodaje do niego
adres docelowy i wysyła łączem do sieci.
��Podczas transmisji pakiet przechodzi przez serię
ruterów.
��W każdym ruterze do którego dochodzi pakiet  na
podstawie adresu docelowego i tabeli przekazywania 
pakiet jest kierowany do następnego rutera w sieci.
��Wędrówka datagramu kończy się w hoście
docelowym, ale rutery uczestniczące w tej wędrówce
nie przechowują żadnej informacji na temat wirtualnego
obwodu  takiego nie ma.
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
24
Sieć datagramowa
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Wysłanie danych
warstwa aplikacji
warstwa transportowa
warstwa aplikacji
Warstwa sieci
warstwa transportowa
warstwa łącza danych
Warstwa sieci
warstwa fizyczna
warstwa łącza danych
warstwa fizyczna
H1
H2
Odebranie danych
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
25
Przekazywanie w ruterze
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
��Gdy pakiet zostanie odebrany przez ruter, nastąpi dopasowanie
prefiksu adresu z zapisem w tabeli przekazywania i określenie portu
interfejsu wyjściowego, do którego pakiet zostanie dalej skierowany.
��Dla 32 bitowych adresów IP tabela przekazywania może mieć taką
postać:
zakres docelowych adresów numer portu wy
od 11001000 00010111 00010000 00000000
do 11001000 00010111 00010111 11111111 0
od 11001000 00010111 00011000 00000000
do 11001000 00010111 00011000 11111111 1
od 11001000 00010111 00011001 00000000
do 11001000 00010111 00011111 11111111 2
inne zakresy 3
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
26
Przekazywanie w ruterze
Prezentacja multimedialna współfinansowana przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
��W przypadku konkretnym tabela wpisów jest uaktualniana i w
danej chwili może zawierać tylko cztery wpisy, np.
Prefiks adresów numer portu wy
11001000 00010111 00010 0
11001000 00010111 00011000 1
11001000 00010111 00011 2
inne zakresy 3
��Zasada najdłuższego dopasowującego prefiksu  ruter dopasowuje
adres do najdłuższego prefiksu w tabeli  unika się w ten sposób
niejednoznaczności odwzorowania adresu na numer interfejsu wy.
��Np. adres 11001000 00010111 00011000 10101010 może pasować do
prefiksu portu 1 ale również 2. Zgodnie z zasadą  pakiet zostanie
skierowany do portu wyjściowego 1.
Systemy i sieci telekomunikacyjne 2011-2012 - wykład 5, Tomasz Kacprzak
27
Prezentacja multimedialna
współfinansowana przez Unię Europejską
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
w projekcie
 Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń
Tomasz Kacprzak
 zintegrowany rozwój Politechniki A
ódzkiej 
zarządzanie Uczelnią,
nowoczesna oferta edukacyjna
Systemy i sieci
i wzmacniania zdolności do zatrudniania
telekomunikacyjne osób niepełnosprawnych
Zadanie nr 30  Dostosowanie kierunku Elektronika i Telekomunikacja
do potrzeb rynku pracy i gospodarki opartej na wiedzy
90-924 A
ódz
, ul. Żeromskiego 116,
tel. [phone]
www.kapitalludzki.p.lodz.pl