1. Понятие компьютерных сетей
Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров,обеспечивающих пользователей средствами обмена информации и коллективного использования ресурсов сети.Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование: диски большой емкости, принтеры, основную память, иметь общие программные средства и данные.
Сеть (network) – это группа компьютеров, соединённых между собой кабелем или какой- то другой средой передачи. Если компьютеры имеют возможность обмениваться информацией, то они могут работать сообща. Характер работы может быть различным:предоставление ресурсов для совместного использования ;распределение нагрузки при выполнении определённой задачи или обмен сообщениями.
Отправной точкой для осуществления возможности совместных вычислений послужило распространение больших ЭВМ, подключаемых несколькими терминалами, каждый из которых обслуживал отдельного пользователя. Но время шло, и технологии развивались. Инженеры стали соединять ЭВМ уже друг с другом, так что они могли взаимодействовать и между собой. В то же время вычислительная техника становилась всё меньше по размерам и дешевела. Первые компьютерные сети использовали одиночные линии связи, такие как телефонные провода, для соединения только 2 отдельных компьютеров. Компьютеры, связанные сетью, могли использовать всего один принтер, что, по экономическим соображениям, гораздо предпочтительней оснащения каждого компьютера отдельным принтером. Когда же возникла необходимость передачи файла от одного пользователя к другому, сеть позволяла обходиться без привычных дискет. Проблема, тем не менее, оставалась. И заключалась она в том, что соединить дюжину офисных компьютеров одиночным двухточечными каналами связями было практически невозможно. Окончательным решением этой проблемы стала появление локальных вычислительных сетей (LAN, local area network).
Основным назначением сети является обеспечение простого и удобного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечения средств передачи данных между пользователями сети.
В локальных сетях создается общая база данных для работы пользователей.
В глобальных сетях осуществляется формирование единого научного, экономического, социального и культурного информационного пространства.
2.Общие принципы организации и функционирования компьютерных сетей
Компьютерные сети включают в себя 3 составляющих:
1) Техническое обеспечение – это:
оборудование абонентских пунктов.
Основные требования, которые предъявляются к сети, это универсальность, т.е. возможность выполнения практически неограниченного круга задач пользователей, и модульность, обеспечивающая возможность наращивания и изменения конфигурации сети.
2)Информационное обеспечение.
Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи. В состав информационного обеспечения входят база знаний, банки данных и т.д.
3)Программное обеспечение
Программное обеспечение сети предназначено для организации коллективного доступа к ее ресурсам, динамического распределения и перераспределения ресурсов сети с целью максимальной загрузки технических средств.
Основным компонентом программного обеспечения сети являются сетевые операционные системы, которые представляют собой комплекс управляющих и обслуживающих программ.
3. Основные характеристики компьютерных сетей
Для оценки качества компьютерной сети можно использовать следующие характеристики.
- Скорость передачиданных по каналу связи — измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени- секунду. Единица измерения скорости передачи данных — Мегабит в секунду (Мбит/с). Скорость передачи данных зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модемов.
- Пропускная способностьканала связи — оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени. Теоретическая пропускная способность определяется скоростью передачи данных. Единица измерения пропускной способности канала связи – количествознаков в секунду.
- Достоверностьпередачиинформации — оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Единица измерения достоверности – количество ошибок на знак.
- Надежность коммуникационной сети определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности — среднее время безотказнойработы в час.
- Время реакции сети – это время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах.
7. Цели создания и преимущества использования локальных компьютерных систем.
Основной целью создания локальных компьютерных сетей является совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы ,так и за ее пределами.
Ресурсы – это данные и приложения (программа), хранящиеся на дисках сети, и периферийные устройства, дисковод, принтер, модем и т.д. Понятие интерактивной связи компьютера подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.
Основные преимущества работы в локальной сети :
- .Возможность хранения данных персонального и общего использования на дисках файлового сервера. Благодаря этому обеспечивается одновременная работа нескольких пользователей с данными общего применения, многоаспектная защита данных на уровне каталогах файлов, создание и обновление общих данных.
- Возможность постоянного хранения программных средств, необходимых многим пользователям, в единственном экземпляре на дисках файлового сервера. К программным средством, необходимым многим пользователем, относится прежде всего прикладные программы общего назначения. Благодаря указанной возможности обеспечивается рациональное использование внешней памяти за счет освобождения локальных дисков, рабочих станций и надежность хранения программных продуктов за счет применения средств защиты сетевой операционной системы.
- Обмен информацией между всеми компьютерными сетями. При этом обеспечивается диалог между пользователями сети, а так же возможности организации работы электронной почты.
- Одновременная печать всеми пользователями сети на общесетевых принтерах. При этом обеспечивается доступность сетевого принтера любому пользователю.
- Обеспечение доступа пользователя с любого компьютера к локальной сети к ресурсам глобальной сетей при наличии единственного коммуникационного узла глобальной сети.
8.Особенности организации локальных сетей.
Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентами и сервером. Клиент — это рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файлов, поиск информации в базе данных. Сервер выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запросов передаются клиентам. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает клиенту. Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных сетях, так и в сети с выделенным сервером. Компьютерные сети основаны на принципе клиент-сервер, в соответствии, с которым действия по обработке информации, необходимые для выполнения конкретной задачи, разделены между компьютерами, выполняющие функции клиентов и серверов. Это прямая противоположность модели большой ЭВМ, в которой центральный компьютер выполняет всю обработку информации и просто пересылает результаты пользователю на удаленный терминал. Сервер – это компьютер, обеспечивающий доступ к информации другим компьютерам в тот момент, когда им требуется. Клиент— компьютер, запрашивающий информацию у сервера. Оба термина могут быть применены как к физическим устройствам, так и к программному обеспечению. Например, сетевые базы данных, как правило, целиком хранятся на сервере, находящимся в режиме ожидания запросов от клиентов. Пользователь рабочей станции запускает программу — клиент, с помощью которой формулирует запросы на выборку из базы данных и отправляет их серверу. Сервер отвечает на запросы и посылает требуемую информацию рабочей станции, которая обрабатывает и предоставляет её пользователю. В этом случае рабочие станции должны обеспечить пользовательский интерфейс и перевод требования пользователя на язык запросов, «понятный» серверу, а также прием возвращенной сервером информации и предъявление её пользователю в понятной для него форме. Сервер может обслуживать десятки или сотни клиентов, то есть он должен быть мощным компьютером, однако, в результате перекладывания некоторых функций на рабочие станции, нагрузка на него по обработке информации даже близко не сравнима с таковой при использовании большой ЭВМ. В серверных сетях осуществляется четкое разделение функций между компьютерами: одни их них постоянно являются клиентами, а другие — серверами. Учитывая многообразие услуг, предоставляемых компьютерными сетями, существует несколько типов серверов, а именно: сетевой сервер, файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер и др. Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью. Этот сервер содержит ядро сетевой операционной системы, под управлением которой осуществляется работа всей локальной сети. Сетевой сервер обладает достаточно высоким быстродействием и большим объемом памяти. При подобной сетевой организации функции рабочих станций сводятся к вводу-выводу информации и обмену ею с сетевым сервером. Термин файловый сервер относится к компьютеру, основной функцией которого является хранение, управление и передача файлов данных. Он не обрабатывает и не изменяет сохраняемые и передаваемые им файлы. Сервер может «не знать», является ли файл текстовым документом, графическим изображением или электронной таблицей. В общем случае на файловом сервере может даже отсутствовать клавиатура и монитор. Все изменения в файлах данных осуществляются с клиентских рабочих станций. Для этого клиенты считывают файлы данных с файлового сервера, осуществляют необходимые изменения данных и возвращают их обратно на файловый сервер. Подобная организация наиболее эффективна при работе большого количества пользователей с общей базой данных. В рамках больших сетей может одновременно использоваться несколько файловых серверов. Сервер печати (принт-сервер) представляет собой печатающее устройство, которое с помощью сетевого адаптера подключается к передающей среде. Подобное сетевое печатающее устройство является самостоятельным и работает независимо от других сетевых устройств. Сервер печати обслуживает заявки на печать от всех серверов и рабочих станций. В качестве серверов печати используются специальные высокопроизводительные принтеры. При высокой интенсивности обмена данными с глобальными сетями в рамках локальных сетей выделяются почтовые серверы, с помощью которых обрабатываются сообщения электронной почты. Для эффективного взаимодействия с сетью Internet могут использоваться Web-серверы.