Главная задача вычислительной сети

Локальные вычислительные сети и задачи, решаемые с их помощью

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) –совокупность аппаратного и программного обеспечения, позволяющего объединить компьютеры в единую распределенную систему обработки и хранения информации. К аппаратному обеспечению можно отнести компьютеры с установленными на них сетевыми адаптерами, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, соединенные между собой сетевыми кабелями. К программному можно отнести сетевые операционные системы и протоколы передачи данных.

1. Передача файлов. Электрический сигнал по кабелю из отдела в отдел движется быстрее, чем любой сотрудник с документом. Экономия бумаги и чернил принтера.

2. Разделение (совместное использование) файлов данных и программ. Отпадает необходимость дублировать данные на каждом компьютере.

3. Разделение (совместное использование) принтеров и другого оборудования. Значительно экономятся средства на приобретение и ремонт техники (сканеры, принтеры, модемы).

5. Координация совместной работы. При совместном решении задач каждый может оставаться на рабочем месте, но работать в «команде». Для менеджера проекта значительно упрощается задача контроля и координирования действий, т.к. сеть создает единое, легко наблюдаемое виртуальное пространство с большой скоростью взаимодействия территориально разнесенных участников.

6. Упорядочивание делопроизводства, контроль доступа к информации, защита информации. Чем меньше потенциальных возможностей потерять (забыть, положить не в ту папку) документ, тем меньше таких случаев будет. Гораздо легче найти документ на сервере (автоматический поиск, всегда известно авторство документа), чем в груде бумаг на столе. Сеть также позволяет проводить единую политику безопасности на предприятии, меньше полагаясь на сознательность сотрудников: всегда можно определить права доступа к документам и протоколировать все действия сотрудников.

С точки зрения организации взаимодействия персональных компьютеров локальные сети делят на одноранговые (Peet to Peet Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network). Существуют также комбинированные сети, объединяющие свойства обоих типов сетей.

Выбор архитектуры сети зависит от специфики организации, назначения сети и количества рабочих станций. От выбора типа сети зависит также и ее дальнейшее будущее: расширяемость, возможность использования того или иного ПО и оборудования, надежность сети и многое другое.

Дата добавления: 2016-05-31 ; просмотров: 5490 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

3.1 Преимущества и задачи вычислительных сетей

Преимущества объединения в единую сеть множества ЭВМ можно сформулировать в следующих трёх пунктах.

1. Доступность всех ресурсов сети пользователям;
2. Повышение уровня и стабилизация загрузки ЭВМ

Здесь σ – среднеквадратичное отклонение от средней загрузки — характеризует стабильность загрузки.

3. Снижение стоимости обработки данных (как следствие двух первых преимуществ).

Задачи, решаемые сетями ЭВМ:

1. Удаленный ввод задания на любую ЭВМ сети;
2. Передача файлов;
3. Передача текстов, речевых сообщений и изображений;
4. Доступ к единой базе данных (БД, DataBase);
5. Использование распределенных баз данных;
6. Распределенная обработка задач.

Замечание: задачи 1-4 более характерны для глобальных вычислительных сетей, а задачи 5, 6 для локальных (см. ниже классификацию).

3.2 Общая классификация сетей

Сети ЭВМ делятся на 2 класса: глобальные и локальные.

Исторически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), т.е. сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. В них часто используются уже существующие не очень качественные линии связи, что приводило к более низким, чем в локальных сетях, скоростям передачи данных и ограничивает набор предоставляемых услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Глобальные сети ЭВМ имеют 3-х уровневую структуру:

1. базовая сеть передачи данных (УС-узел связи)
2. сеть главных ЭВМ (ГЭВМ)
3. терминальная сеть (Т)

УС и ГЭВМ физически могут быть реализованы в одной мощной универсальной машине. Чаще УС выполняются на специализированных ЭВМ (пример, CISCO Router)

Важнейшими характеристиками глобальной сети являются время и цена доставки сообщений.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС; Local Area Networks, LAN) представляет собой объединение при помощи каналов связи от нескольких единиц до нескольких сотен узлов абонента (ЭВМ, устройств памяти, устройств отображения информации и т.д.), отстоящих друг от друга на небольшие расстояния (до нескольких км).

ЛВС имеет одноуровневую структуру, опирающуюся на общий канал, через который осуществляется передача сообщений. Основными характеристиками ЛВС являются: уровень загрузки общего канала и цена распределенной обработки данных.

3.3 Каналы связи в сетях эвм

При построении сетей применяются каналы (channel) связи, использующие различную физическую (передающую) среду (металлические проводники, радиоволны, оптические среды и т.д.). Основное различие сред заключается в обеспечении определенной скорости передачи данных.

Допустимая скорость передачи определяется двумя физическими характеристиками: полоса пропускания частот; помехоустойчивость.

Кроме скорости передачи, важной экономической характеристикой при выборе среды передачи является её удельная себестоимость (стоимость 1 км).

В зависимости от среды линии связи разделяются:

1. Воздушная (проводная); Представляют собой провода без каких-либо, изолирующих или экранизирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Такие линии характеризуются низкой скоростью 200 б/с и сегодня быстро вытесняются кабельными.

2. Кабельные; Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля:

а) витая пара – скрученная пара проводов. Скручивание проводов снижает влияние внешних и взаимных помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Скорость передачи порядка 100 Мб/с;

б) коаксиальный кабель (coaxial) состоит из несимметричных пар проводников. Скорость передачи до 1 Гб/с;

в) волоконно-оптический кабель состоит из тонких (5-60 микрон) гибких стеклянных волокон (волоконных световодов), по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля – он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (от 10 Гб/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.

1. Радиоканалы образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Скорость передачи данных может быть более 1 Гб/с. Существует большое разнообразие типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала.

В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц), где для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником, используются следующие разновидности радиоканалов:

а) радиорелейные линии (связь в диапазоне ультракоротких волн (УКВ)). Радиорелейные линии требуют наличия систем приемопередающих мачт, находящихся в прямой видимости;

б) спутниковые (вместо мачт используют спутники-ретрансляторы).

Источник

1. Какова основная задача, решаемая при создании компьютерных сетей?

Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем — Model of Open System Interconnections). Модель OSI была создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO (International Standards Organization).

Рассмотрим функции, выполняемые каждым уровнем программного обеспечения:

1. Физический уровень осуществляет соединения с физическим каналом, так, отсоединения от канала, управление каналом. Определяется скорость передачи данных и топология сети.

2. Канальный уровень добавляет в передаваемые массивы информации вспомогательные символы и контролирует правильность передаваемых данных. Здесь передаваемая информация разбивается на несколько пакетов или кадров. Каждый пакет содержит адреса источника и места назначения, а также средства обнаружения ошибок.

3. Сетевой уровень определяет маршрут передачи информации между сетями, обеспечивает обработку ошибок, а так же управление потоками данных. Основная задача сетевого уровня — маршрутизация данных (передача данных между сетями).

4. Транспортный уровень связывает нижние уровни (физический, канальный, сетевой) с верхними уровнями, которые реализуются программными средствами. Этот уровень разделяет средства формирования данных в сети от средств их передачи. Здесь осуществляется разделение информации по определенной длине и уточняется адрес назначения.

5. Сеансовый уровень осуществляет управление сеансами связи между двумя взаимодействующими пользователями, определяет начало и окончание сеанса связи, время, длительность и режим сеанса связи, точки синхронизации для промежуточного контроля и восстановления при передаче данных; восстанавливает соединение после ошибок во время сеанса связи без потери данных.

6. Представительский — управляет представлением данных в необходимой для программы пользователя форме, производит компрессию и декомпрессию данных. Задачей данного уровня является преобразование данных при передаче информации в формат, который используется в информационной системе. При приеме данных данный уровень представления данных выполняет обратное преобразование.

7. Прикладной уровень взаимодействует с прикладными сетевые программами, обслуживающими файлы, а также выполняет вычислительные, информационно-поисковые работы, логические преобразования информации, передачу почтовых сообщений и т.п. Главная задача этого уровня — обеспечить удобный интерфейс для пользователя.

На разных уровнях обмен происходит различными единицами информации: биты, кадры, пакеты, сеансовые сообщения, пользовательские сообщения.

2. Какое программное обеспечение требуется для создания и работы в локальной сети?

Структура сетевой операционной системы

К программным компонентам сетей относятся: операционные системы и сетевые приложения или сетевые службы. Сетевая операционная система – это основа любой вычислительной сети.

Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции.

В сетевой операционной системе отдельного компьютера можно выделить несколько частей.

Средства управления локальными ресурсами компьютера, к которым относятся: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.

Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования – клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

Сетевые операционные системы

Источник