Page 7 - 2577

ВСТУП

Сучасний етап розвитку цивілізації характеризується глобальною інформатизацією
усіх сфер діяльності людини. Фактично мова йде про розгортання процесів, які отримали вже
назву інформаційної революції. Міжнародна інтеграція інформаційних ресурсів і наявна
структура інформаційних мереж дає можливість отримувати будь-яку інформацію і
здійснювати взаємодію користувачів незалежно від місця їх знаходження і наявних засобів
обчислювальної техніки. Інформаційні технології стають одним із провідних напрямків
розвитку індустріальних країн світу.
На теперішній час домінують як локальні, так і глобальні комп’ютерні мережі.
Для глобальних мереж характерні дві зв'язані між собою тенденції. Наряду з мережами з
комутацією пакетів, які працюють на швидкостях у десятки і сотні кілобайт у секунду,
появились мережі з ретрансляцією кадрів, які здатні передавати інформацію зі швидкістю до
двох мегабіт у секунду. Новим напрямком у розвитку комп’ютерних мереж є поява АТМ
(асинхронний режим передачі) з швидкістю передачі даних до 155 Мбіт/с і вище.
На протязі багатьох років найпоширенішою локальною мережею була мережа
Ethernet із загальною шиною, з пропускною здатністю 10 Мбіт/с. На заміну її прийшла
комутаційна мережа Ethernet, яка надавала виділену лінію з тією ж пропускною здатністю
для кожної кінцевої системи. Наступною була так звана швидка мережа Ethernet зі
швидкістю 100 Мбіт/с, потім гігабітна і 10-гігабітна мережа Ethernet. Останнім часом
з'явилися оптоволоконні локальні мережі Fibre Channel, які працюють на швидкостях до 3,2
Гбіт/с.
Такий стрімкий розвиток комп’ютерних мереж вимагає випереджаючого
розвитку фундаментальної теорії у цій області, на основі якої можна було б створювати
інженерні методи аналізу і синтезу комп’ютерних мереж. Можна виділити такі основні
напрямки у проектуванні комп’ютерних мереж.
• Моделювання і оцінка продуктивності. Моделювання є важливою частиною
інженерних методів направлених на розробку і конфігорування комп’ютерних мереж, які
спираються на теорію систем масового обслуговування. Математичні методи теорії систем
масового обслуговування забезпечують можливість розв'язку таких задач як оцінку
ймовірнісно-часових характеристик вузлів комутації і маршрутизації; аналіз продуктивності
локальних мереж і мереж з множинним доступом; аналіз буферної пам'яті і методів
глобального і локального керування трафіками і т. п.
• Маршрутизація у комп’ютерних мережах. Теоретичною базою проектування
маршрутизації у комп’ютерних мережах є теорія графів та теорія цілочисленного
програмування, на основі яких розробляються алгоритми вибору оптимальних маршрутів.
• Топологічне проектування комп’ютерних мереж. Задача синтезу топологічної
структури є однією із основних при проектуванні комп’ютерної мережі і передбачає вибір
оптимальної схеми з'єднань вузлів комутації і концентрації і вибір оптимальної пропускної
здатності ліній. Розв'язок такої задачі ґрунтується на теорії екстремальних графів.
Конспект лекцій складається із шести розділів, які написані у відповідності з
програмою курсу "Теорія проектування комп’ютерних систем і мереж". У першому розділі
наведена класифікація комп’ютерних систем і мереж і сформовані основні задачі їх
проектування; розглянута концептуальна модель комп’ютерної системи. Визначені такі
поняття як повідомлення, пакети та сеанси, наведені основні їх характеристики, розглянуті
способи організації сеансів та наведена еталонна модель архітектура протоколів OSI (Open
Systems Interconection – взаємодія відкритих систем), яка розроблена міжнародною
організацією з стандартизації ISO. Другий розділ присвячений вибору маршрутів в
комп’ютерних мережах. Розглянуті методи побудови алгоритмів маршрутизації, які
орієнтовані на топологічну структуру або на трафік мережі. У третьому розділі розглянуті
основні положення та визначення теорії графів, які застосовують при проектуванні
комп’ютерних систем та мереж. У четвертому розділі розглянуті особливості проектування

4