Review of Networking ConceptsReview of Networking Concepts

CSCI‐ Introduction to Local Area Network

Introduction

Class Organization:• Instructor Contact Information

• Course Description

• Course Objectives

• Text Book & Class Notes

• Lectures Outlines

• Grading Policy

Overview in Computer NetworkNetworking Components

Networking Connectivityg y

Local Area Network Topologies

Instructor Contact and Meeting Times 

• Instructor Contact:Amar Rasheed

Office: Journalism Building, 212

Email: amar_rasheed@tamu‐commerce.edu

Office Hours: Monday 3:15 PM – 5:15 PM,

Wednesday 12:30 PM – 5:30 PM

Friday By appointment

• Meeting Times:M 12:30 – 3:10 PM

• Location: JOUR110

Course  Objectives, Course Outcomes andReading Resources g

• Course Objectives:Define and understand basic Data Communications

learn networking topologies, introduce the OSI Model and the IEEE 802 standards

Gain practical experience with various Based networking platform

Gain experience with subnetting, the use of IP addresses, and the fundamentals of IP routing

• Course Outcomes:f l h h b f dBe familiar with the basics of data communication

Gain knowledge of various types of computer networking technologies

Be exposed to the TCP/IP protocol suite

Be able to implement and designing communication protocols

• Course Reading Resources:Networks of Computer Scientists and Engineers, Youlu Zheng and Shakil Akhtar, Oxford University Press 2001 ISBN13 9780195113983University Press, 2001, ISBN13: 9780195113983

Class Notes

Course Outlines• Overviews (Week 1)

Computer Networks OverviewLocal Area Networks Overview

• Local Area Networking Basics (Week 5 – Week 7)

TOPOLOGIES: MESH STAR RING BUS

Open System Interconnection (OSI Model)

CHANNEL ACCESS METHODS• Data Communication Basics (Week 

2  – Week 4)ASCIIAsynchronous & Synchronous Serial

CHANNEL ACCESS METHODS

Common LANs: IEEE 802.3 ETHERNET, ARCNet, 802.5 TOKEN RING, IEEE 802.4 TOKEN BUS

LAN COMPARISONS

NETWARE 3 12 (W k 8)Asynchronous & Synchronous SerialTRANSMISSION OF DIGITAL DATAMETHOD OF TRANSMISSIONSERIAL vs. PARALLELASYNCHRONOUS vs SYNCHRONOUS

• NETWARE 3.12 (Week 8)

Host & Client Installation; Administration 

Printing

• WINDOWS NT 4.0 (Week 9)ASYNCHRONOUS vs SYNCHRONOUSENCODING TECHNIQUES: MID BIT TRANSITIONS; BIPHASE CODING ...MODEMS and CODECSTRANSMISSION MEDIA

Host & Client Installation; Resource Sharing

Gateway between NT & Netware

IPX/SPX NetBEUI TCP/IP Environments

• NETWARE 5.0 (Week 10)TRANSMISSION MEDIABounded vs UnboundedBASEBAND vs BROADBANDMULTIPLEXING

Host & Client Installation

• LINUX (Week 10)

LINUX Host Installation and SMB Installation

• Routers and Switches (Week 11‐Week 14 )SWITCHING TECHNIQUES

)

Subnetting fundamentals and examples 

Examples of Practical Programming IOS

Grading Policy

• Grading Scale:A: 100‐90, B: 89‐ 80, C: 79‐70, D: 69‐60, F: Below 60

• Course grade will be the weighted sum of the following:10% Homeworks Assignmentsg

10% Quizzes

25% Exam1

25% Exam2

30% Final Exam

• Exams:Closed‐book Closed notesClosed book, Closed notes

Exams will emphasized new materials

Comprehensive Final Exam 

Networking Components

• Link: A physical medium that used to connect two or more p yCommunicating devices together

• Communication Devices: There are two types of devices: end systems and nodesend systems and nodes

End systems (host) generates data information and uses the network to communicate (they support users and run application programs)application programs)

Nodes are used to store and forward data information, they usually implement the underlying network

Example of Networking Nodes :Example of Networking Nodes :

Switch Router

Networking Components

• Packet: a block of data as corresponding to some piece of D t

p g papplication data such as a file, a piece of email, or an image. 

• Networking Connectivity

DataControl

• Networking ConnectivityNetworks can be classified according to how hosts (computers) are connected:

Point‐to‐Point: Two Computers share a single  communication channel

A B

Networking Connectivity

• Multiple‐access:many computer share the same channel p y pfor communication

A C E

DB

Networking Connectivity

• Circuit switched: Establish a physical connection between two hosts, and packets passed between nodes by “switching” them through p p y g gIntermediate nodes

In a circuit‐switched network, a dedicated communication path (“circuit”) is established between two stations through the nodes of the ( ) gnetwork

The dedicated path is called a circuit‐switched connection or circuit

A circuit occupies a fixed capacity of each link for the entire lifetime ofA circuit occupies a fixed capacity of each link for the entire lifetime of the connection. Capacity unused by the circuit cannot be used by other circuits

Data is not delayed at the switchesData is not delayed at the switches

Networking Connectivity• Circuit‐switched communication involves three phases:

Circuit Establishment

Data Transfer

Circuit Termination

• “Busy Signal” if capacity for a circuit is not available

• Most important circuit‐switching networks:Most important circuit switching networks:Telephone networks

ISDN (Integrated Services Digital Networks)DD

Circuit 1

A

Networking Connectivity• Packet‐switched:

Data are sent as formatted bit‐sequences, so‐called packetspackets

H d d T il t l i f ti

Header Data Trailer

Header and Trailer carry control information

Packets have the following structure:

Each packet is passed through the network from node to d l h ( d / )node along some path (Forwarding/Routing)

At each node the entire packet is received, stored briefly, and then forwarded to the next node (Store‐and‐Forward 

k )Networks)

Packet transmission is never interrupted (no preemption)

No fixed capacity is allocated for packets

Networking Connectivity• Packet‐switched:

D

Packet1 

A

Packet2 

Categories of Networks• Networks can be classified according to the area over which 

they extend.Local Area Network (LAN)Local Area Network (LAN)

Metropolitan Area Network (MAN)

Wide Area Network (WAN)

Local Area Network (LAN)• Consists of few host/nodes or up to several hundred

• They typically be confined to one or a few buildings within few thousand meters of one anotherfew thousand meters of one another

Social Science Building

Journalism Building

Building 

BA Building 

Building  

JournalismJournalism Building  

AGIT Building 

Metropolitan Area Network (MAN)• Interconnect LANs across a metropolitan area 

• Example:  A university might interconnect it campuses

W tWest Campus 

University Network

Main Campus 

Wide Area Network (WAN)I t t LAN MAN• Interconnect LANs or MANs 

• They can be homogeneous or heterogeneous

• A WAN can span campuses, cities, or even continents.

• Only one node on each LAN or MAN, called Router or Gateway, connects to WAN

• Host or nodes on one LAN communicate with nodes on other LANs via the router or gateway

WAN

Texas A&M University‐College Station

MAN1

MAN

Texas A&M University‐yCommerce

LAN3LAN2 Router

Client/Server Model 

• In the Client‐Server Computing Model:The Server is a program that Provides Certain Services to the client p gprogram.

The Connection between the client and the server is normally by means of a message passing mechanismg p g

Specific protocol is used to encode the client’s requests and the server’s responses

Client 

Input

OutputServer 

Request

DataOutput

Data 

Data

Client/Server Models

• Client/Server model with Dedicated Servers/

• Client/Server model with General Servers

Client/Server Models with Dedicated Servers

Example of Dedicated Servers:Example of Dedicated Servers:• Mail Server• File Server• Print Server• Print Server

Client/Server Models with General Servers

Client/Server Models (Peer‐to‐Peer)

k ll h d ( d i• peer‐to‐peer networks allow shared resources (e.g. devices, applications, and data) across the network.

• Each computer in a peer‐to‐peer network functions as both a client and a server and manages its own security.

Advantages and Disadvantages of Client/Server Models

AdvantagesAdvantagesStrong central security.

Central file storage allows users to work from a single source of data.

f ll l h d ( d k ) dMore fully utilize existing hardware (printers, disk storage) and software.

May dedicate servers to perform specific tasks.

Can be faster than peer‐to‐peer.

DisadvantagesR i i li d h d d ftRequires specialized server hardware and software.

Requires dedicated network administration.

Network Topologies• A network topology is the different geometric configuration of 

nodes and hosts that can be connected to make the network

Example of Network topologies:Example of Network topologies:

Common Bus

Star Topology

Ring Topology

Common Bus Topology

• A single Bus is used to connects end‐systems together

• Each connected device equipped with an interface card that listen to• Each connected device equipped with an interface card that listen to the bus and examines its data traffic

• Adding new devices are easy

• The fail re or remo al of a de ice dose not ca ses the net ork to fail• The failure or removal of a device dose not causes the network to fail

A DC

Star Topology

• It uses a central device that communicate with other devices in the networknetwork

• Two devices in the network can communicate only through the central device

• The failure of the central device brings down the entire network• The failure of the central device brings down the entire network

Ring Topology• Devices are connected circularly

• Each device can communicate directly with either or both of its neighbors but nobody else

• The Ring network may be Unidirectional or Bidirectional

• During data transmission all devices between a source and a destination are involved

• The failure of one device causes a break in the ring 

Other Network Topology• Fully Connected Topology:

A direct connection between every pair of devices in the network

No competition for common linesNo competition for common lines

If two devices wants to communicate, they do so without involving other devices

h f h hThe cost of connection is high

Many connections may be vastly underutilized