14.0. Компьютерные сети
Компьютерная сеть – совокупность компьютеров, аппаратуры связи, соединённых с помощью каналов передачи данных в единую систему.
Для создания компьютерных сетей необходимо:
- Сетевое оборудование – специальное аппаратное обеспечение;
- Сетевые программные средства – специальное программное обеспечение.
14.1. Классификация компьютерных сетей
Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением.
В зависимости от территориального расположения абонентов сети можно разделить на три класса:
- Глобальные сети (WAN – Wide Area Network);
- Региональные (MAN – Metropolitan Area Network);
- Локальные сети (LAN 0 Local Area Network).
Глобальная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах и континентах. Позволяет решить проблему объединения мировых информационных ресурсов и организации доступа к ним.
Региональная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.
Локальная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Такая сеть привязана к конкретному месту (сети фирм, банков, офисов). Протяжённость сети 2 – 2,5 км.
14.2. Иерархия компьютерной сети.
Наилучшую эффективность от внедрения вычислительной техники обеспечивают локальные сети.
Основные задачи при создании компьютерной сети:
- Обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам;
- Обеспечение совместимости программ и данных по системе кодирования и формату данных.
14.3. Архитектура компьютерных сетей
Решение этих задач относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем). Она создана на основе технических предложений Международного института стандартизации (ISO).
Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях взаимодействия:
Уровни взаимодействия сетей:
7-й уровень – п р и к л а д н о й – пользователь взаимодействует с вычислительной системой и создает документ (сообщение, рисунок). Уровень содержит все необходимые элементы сервиса для прикладных программ пользователя;
6-й уровень – п р е д с т а в и т е л ь н ы й – ОС компьютера фиксирует, где находятся созданные данные ( в ОП, в файле на диске С: или А: ). Уровень гарантирует представление данных в кодах и форматах, принятых в данной системе;
5-й уровень – с е а н с о в ы й – реализует установление и поддержку сеанса связи между абонентами через локальную или глобальную сеть. Он поддерживает или завершает сеанс связи. При этом проверяются права пользователя на «выход в эфир»;
4-й уровень – т р а н с п о р т н ы й – документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети. Уровень обеспечивает интерфейс между процессами и сетью;
3-й уровень – с е т е в о й – определяет маршрут движения данных в сети и реализует межсетевое взаимодействие. Данные получают адрес, по которому они должны быть доставлены независимо от других данных;
2-й уровень – к а н а л ь н ы й – реализует процесс передачи информации по информационному каналу между двумя ЭВМ, соединёнными физическим каналом.
1-й уровень – ф и з и ч е с к и й – выполняет все необходимые процедуры в канале связи. Его основная задача – управление аппаратурой передачи данных и подключённым к ней каналом связи.
Обмен данными в системах происходит путём перемещения их с верхнего уровня на нижний, транспортировки и обратным воспроизведением с нижнего уровня на верхний.
51. Компьютерные сети. Классификация компьютерных сетей. Иерархия компьютерной сети
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net — сеть и work — работа) — совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.
Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.
Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией. Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.
Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.
Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.
Наиболее распространённые архитектуры:
Ethernet (англ. ether — эфир) — широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология — линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.
Arcnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединённых ресурсов) — широковещательная сеть. Физическая топология — дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.
Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) — кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов — маркера — из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи — 100 Мбит/сек. Топология — двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети — 1000. Очень высокая стоимость оборудования.
АТМ (Asynchronous Transfer Mode) — перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические.
Для этого используется специальное оборудование:
Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид трубки; оптоволоконные; кабели на витых парах, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами, и др.).
Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля.
Сетевые интерфейсные адаптеры для приёма и передачи данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель.
Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов. Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы (коммутаторы) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля. Повторители (репитеры) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине.
По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др.
Локальная сеть (ЛВС или LAN — Local Area NetWork) — сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.
Глобальная сеть (ГВС или WAN — World Area NetWork) — сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.
Городская сеть (MAN — Metropolitan Area NetWork) — сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.
Обобщенная структура компьютерной сети
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить 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 объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам. Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки – сотни километров. Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 — 2,5 км. Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рисунке 6.4 приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети – объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры. Рисунок 6.4. — Иерархия компьютерных сетей
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу: