Что такое архитектуры и аппаратные компоненты компьютерных сетей и систем

1.3. Архитектура компьютерных сетей.

Как и все сложные системы, компьютерные сети характеризуются определенными, присущими только им, принципами организации.

Эти вопросы рассматриваются в рамках архитектуры, которая определяет общие принципы построения, топологию, функциональные характеристики системы. В частности, архитектура компьютерных сетей охватывают вопросы организации логической и физической структуры (топологии) сети, структурную организацию аппаратных и программных средств, правила (протоколы) их взаимодействия. В компьютерных сетях широко используется многоуровневый принцип структурной организации, при котором все множество сетевых функций распределяется по определенным уровням. При этом взаимодействие между уровнями осуществляется стандартным образом, что обеспечивает определенную независимость функций, принадлежащих различным уровням. В первую очередь это необходимо для реализации принципа открытости вычислительных сетей, являющегося неотъемлемой частью современных сложных систем.

По функциональному признаку все множество систем компьютерной сети можно разделить на абонентские, коммутационные и главные (Host) системы.

Абонентская система представляет собой компьютер, ориентированный на работу в составе компьютерной сети и обеспечивающий пользователям доступ к ее вычислительным ресурсам.

Коммутационные системы являются узлами коммутации сети передачи данных и обеспечивают организацию каналов передачи данных между элементами системы. В качестве управляющих элементов узлов коммутации используются процессоры телеобработки или специальные коммутационные (сетевые) процессоры.

Большим разнообразием отличаются главные (Host) системы или сетевые серверы.

Сервером принять называть специальный компьютер, выполняющий основные сервисные функции: управление сетью, сбор, обработку, хранение и предоставление информации абонентам компьютерной сети.

В зависимости от территориальной рассредоточенности абонентских систем компьютерные (вычислительные) сети разделяют на три основных класса:

• глобальные сети (WAN – Wide Area Network);
• региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);
• локальные сети (LAN – Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть (ГВС) объединяет абонентские системы, рассредоточенные на большой территории, охватывающие различные страны и континенты. ГВС решают проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к ним. Взаимодействие абонентских систем (АС) осуществляется на базе различных территориальных сетей связи, в которых используются телефонные линии связи, радиосвязь, системы спутниковой связи. Региональная вычислительная сеть (РВС) объединяет абонентские системы, расположенные друг от друга на значительном расстоянии: в пределах отдельной страны, региона, большого города. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) связывает абонентские системы, расположенные в пределах небольшой территории. К классу ЛВС относятся сети предприятий, фирм, банков, офисов, учебных заведений и т.д. Протяженность ЛВС ограничивается несколькими километрами. Отдельный класс составляют корпоративные вычислительные сети (КВС) или Intranet (Интранет). Их также называют сетями масштаба предприятий (корпораций), что соответствует термину «enterprise – wide network». Им принадлежит ведущая роль в реализации задач планирования, организации и осуществления производственно-хозяйственной деятельности корпорации. Другими словами, Intranet – это версия Internet на уровне компании, адаптация некоторых технологий, созданных для Internet, применительно к частным локальным (LAN) и глобальным (WAN) сетям организаций. Корпоративную сеть можно рассматривать как модель группового сотрудничества, вариант решения прикладного программного обеспечения для рабочих групп, основанного на открытых стандартах Internet. Она основана на технологии «клиент-сервер», то есть сетевое приложение делится на стороны: клиента, запрашивающего данные или услуги и сервера, обслуживающего запросы клиента. Типовая структура КВС приведена на рис. 5. Здесь выделено оборудование сети, размещенное в центральном офисе корпорации и в ее региональных отделениях. В центральном офисе (ЦОФ) имеется локальная сеть и учрежденческая автоматическая телефонная стация (УАТС) с подключением к ней телефонными аппаратами (Т). Через мультиплексор-коммутатор и модемы KDC и УАТС имеют выход на территориальную сеть связи (ТСС) типа Fram Relay или Х.25, где используются выделенные телефонные линии связи. Такое же оборудование имеется в каждом региональном отделении (РО-1…, РО-N). Удаленные персональные компьютеры (УПК) через сервер доступа и ТСС имеют прямую связь с ЛВС центрального офиса. Для установления Intranet необходимы следующие компоненты:

• компьютерная сеть для совместного использования ресурсов, или сеть взаимосвязанных ЛВС и УПК;
• сетевая операционная система, поддерживающая протокол TCP/IP (Unix, Windows NT, Netware, OS/2);

Рис. 5. Типовая структура корпоративной вычислительной (компьютерной) сети.

• компьютер-сервер, который может работать как сервер Internet;
• программное обеспечение сервера, поддерживающее запросы браузеров в формате протокола передачи интерфейсных сообщений (HTTP – HyperText Transfer Protocol;
• служба глобального соединения (WWW). Для удобства редактирования объектов используется браузер объектов (Browser) – интегрированный отладчик, позволяющий выполнять пошаговую трассировку кода, задавать точки остановок (Break points);
• компьютеры-клиенты, на которых имеется сетевое программное обеспечение, позволяющее посылать и принимать пакетные данные по протоколу TCP/IP;
• программное обеспечение браузера для различных компьютеров-клиентов (Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer).

Эти требования к оборудованию и программному обеспечению Intranet дополняются требованиями к знанию технологии составления документов на языке написания гипертекста (HTML – HyperText Markup Language – гипертекстовый высокоуровневый язык).

Источник

1. Компьютерные сети (кс): понятие, компоненты, назначение. Понятие сетевой архитектуры.

1. Автономная среда
2. Сетевая среда

Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) – это совокупность компонентов, предназначенная для обработки информации (генерирования, изменения, хранения и передачи). Компоненты компьютерной сети:

1. Серверы – компьютер с программным обеспечением, предоставляющий доступ к своим ресурсам.
2. Клиенты – это компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам.
3. Среда передачи определяет способ соединения компьютеров (беспроводная и кабельная).
4. Коммутационное оборудование осуществляет преобразование информации в форму, доступную для передачи и осуществляет эту передачу.
5. Ресурсы – файлы, периферийные устройства, время работы процессора, дисковое пространство.

Назначение компьютерных сетей:

1. Повышение эффективности работы за счёт ускорения обмена данными.
2. Снижение затрат за счёт совместного использования ресурсов.

Сетевая архитектура – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъёмов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для функционирования вычислительной сети. Механизм передачи данных – это протоколы + топология + методы доступа к среде передачи. Сетевой протокол – набор семантических и синтаксических правил (соглашений), определяющий:

1. Поведение компонента в сети при передаче данных.
2. Способ представления данных.
3. Правильную интерпретацию данных всеми участниками данных информационного обмена.

Эволюция кс как результат развития средств вт и телекоммуникаций. История и тенденции развития кс.

Эволюция компьютерных сетей – это синтез эволюции вычислительной техники и линии связи. Компьютеры 1-х 2-х поколений работали в режиме пакетной обработки информации, что не подозревало разделение ресурсов этих компьютеров. 1950-е годы появление и развитие многотерминального режима работы. К ресурсам компьютера можно получить доступ из разных точек. Преобразование компьютерной сети: 1960-е годы преобразование технологии терминал-компьютер в технологию компьютер-компьютер. Хронологически первыми появились глобальные сети. Wide Area Network (WAN) – глобальные сети. Линиями связи выступали аналоговые телефонные сети с коммутацией каналов. Недостатки: низкая экономическая эффективность для связи компьютеров, низкое качество линии. Набор услуг глобальных сетей: электронная почта, простая передача файлов (сети технологии х25) 1969г ARPAnet – проект министерства США по объединению в единую сеть супер компьютеров оборонных и научных учреждений. ARPAnet объединил компьютеры разных типов. Каждый создавал свой компьютер, работавший под управлением различных ОС. ОС снабжались модулями, реализующие сетевые протоколы – это были первые сетевые ОС. 1970-е годы. Появление линии компьютеров. Более мощные, менее дорогие. Это обусловило появление локально вычислительных сетей (LAN). LAN сосредоточено на небольшой территории (пределы одного здания), принадлежность одной организации. ОтличиеLANот глобальной сети: небольшие расстояния между компьютерами позволяет использовать высокоскоростные линии связи. Основная тенденция: неунифицированность сетевых архитектур. Сетевая архитектура – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей, разъемов), а так же механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для функциональной вычислительной сети. Механизм – протоколы+топология+методы доступа к среде передачи. Сетевой протокол – набор симмантических и синтактических правил (соглашений), определяющий: 1)поведение компонентов сети при передаче данных

Источник