Аппаратное и программное обеспечение сетей
Чтобы сеть функционировала нужны сервера, компьютеры абонентов, устройства для объединения компьютеров в сети и линии связи между ними.
Компьютер-сервер – это высокопроизводительный компьютер, который постоянно подключён к сети и имеет бесперебойное электропитание, при этом он занимается постоянным приёмом/передачей информации по сети и обеспечивает предоставление информационных услуг в сети.
Компьютер-терминал – это наш домашний компьютер, через который мы выходим в интернет для получения и передачи информации.
Чтобы выйти в интернет не достаточно одного компьютера, ещё для этого необходим модем.
Модем – название произошло от слов модулятор/демодулятор. Модуляция – это преобразование информации из дискретной цифровой формы в аналоговую при передаче информации в сеть, демодуляция – наоборот. Информация в ЭВМ имеет дискретную двоичную форму, а линии телефонной связи, через которые выходим в интернет передают аналоговый – непрерывный сигнал, вот для того чтобы преобразовывать сигнал из одного вида в другой и нужен модем.
Модем (модулятор/демодулятор) — устройство для преобразования физической формы представления информации из компьютерного стандарта в стандарт телефонной связи и обратно.
До развития интернета самыми популярными были модемы для коммутируемых телефонных линий или как их ещё называли dial-up модемы, которые издавали шипяще-звинящие звуки в момент подключения к сети и обеспечивали скорость передачи до 8 килобит в секунду.
На скорость работы таких модемов влияла их скорость, измеряющаяся в бодах.
Бод — единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Бод используется как единица измерения при обозначении скорости модемов для коммутируемых телефонных линий, выражающая число изменений состояния канала связи в секунду (для модема – действительную частоту несущей при передаче данных).
Названа в честь Эмиля Бодо, изобретателя кода Бодо — кодировки символов для телетайпов.
Иногда ошибочно считают, что бод — это количество бит, переданное в секунду. Но это верно лишь для двоичного кодирования. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная манипуляция, и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации.
Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.
Кроме этого, бодами выражают полную ёмкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например битами в секунду (бит/c, bps).
В высокоскоростных модемах один символ несёт несколько битов. Например, модемы V.22bis и V.32 передают 4 бита на 1 символ, V.32bis – 6 битов, а V.34 – 9.
До появления DSL модемов скорость интернета у обычных пользователей была не большой, но теперь с приходом технологий DSL и VPN скорость интернета ограничивается чаще только тарифным планом провайдера.
Также необходимым наличием, в случае подключения к интернету по выделенному каналу связи или с помощью DSL модема необходима сетевая карта.
Сетевая карта (сетевая плата или Ethernet-адаптер или NIC – network interface card) – периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.
Существует 4 основных вида линий (каналов) связи:
1. Телефонные линии
2. Электрическая кабельная сеть
3. Оптоволоконная кабельная сеть
4. Радиосвязь (радиорелейные линии, спутники)
Все эти каналы связи различаются по пропускной способности, помехоустойчивости, стоимости.
Самый дешёвые – телефонные, т.к. их уже протянули и они используются и для обычных телефонов, самые дорогие – оптоволоконные.
Помехоустойчивые – оптоволоконные, неустойчивые – радиосвязь.
Пропускная способность — это максимальная скорость передачи информации по каналу. Измеряется в Кбит/с или Мбит/с.
Примерная оценка пропускной способности телефонных линий около 50Мбит/с, у оптоволоконных и радиосвязи до 1Гбит/с.
Основной протокол, через который работает сеть Интернет TCP/IP.
Протокол – это стандарт на предоставление сетевой информации, на способы её передачи и обработки в сети.
TCP – transfer control protocol – протокол управления передачей. Особенность передачи информации в том, что она передаётся пакетами (частями), т.е. посланный нами файл другому абоненту сети сначала разбивается на части, а затем в виде отдельных частей передаётся по сети, доходит до абонента и собравшись обратно в единое целое показывается ему. Чтобы пакеты успешно собрались к ним добавляется служебная информация – какой частью какого файла является и кому должен быть доставлен пакет.
IP – internet protocol – обеспечивает доставку каждого отдельного пакета до пункта назначения.
Благодаря делению передаваемой информации на пакеты происходит снижение нагрузки на узлы сети, т. к. если прийдёт неисправный пакет, то его перекачать заново проще, чем целый файл заново. Особенно это даёт преимущества на плохих линиях связи или при отправке больших объёмов данных.
Программное обеспечение сети
Основным ПО для функционирования сетей являются сетевые операционные системы на серверах: Windows Server, FreeBSD, различные версии Linux и другие.
ПО делится на два вида:
Базовое — обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP.
Прикладное — обеспечивает работу служб интернета — WWW, почта и другие.
Основная технология работы сети – клиент-сервер – программа-клиент на компьютере абонента сети формирует запросы, а сервер обрабатывает эти запросы.
Интернет — это всемирная система компьютерных сетей, объединённых на базе общего протокола TCP/IP, также её именуют WWW – World Wide Web – всемирная паутина или всемирная информационная сеть.
Всемирная сеть состоит из сети документов, ещё их называют веб-страницами, связанных между собой гиперссылками.
HTTP – Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста, который занимается обработкой гиперссылок, поиском и передачей документов клиенту.
Гиперссылка (гипертекст) — это слово или участок текста, который выделен каким-либо цветом и щелчок по которому позволит перейти на другую веб-страницу или веб-сайт.
Гиперссылка, связанная с другой страницей образует гиперсвязь. Если гиперсвязь осуществляется между мультимедиа документами, то она образует систему — гипермедиа.
Веб-страницы хранятся на веб-сервере, а если страницы находятся в одном домене, то все вместе они составляют веб-сайт.
Для просмотра веб-документов в сети Интернет необходима клиент-программа — браузер.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
§ 5. Аппаратное, программное и информационное обеспечение компьютерных сетей
Возможности той или иной КС определяются ее информационным, аппаратным и программным обеспечением.
Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий базы данных общего применения, доступные для всех пользователей сети, базы данных индивидуального пользования, предназначенные дня отдельных абонентов, базы знаний общего и индивидуального применения, автоматизированные базы данных — локальные и распределенные, общего и индивидуального назначения.
Аппаратное обеспечение составляют компьютеры различных типов, оборудование абонентских систем, средства территориальных систем связи (в том числе узлов связи), аппаратура связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней. Используемые в сетях компьютеры обычно универсального типа, обладающие возможностью выполнения практически неограниченного круга задач пользователей. Для повышения вычислительной мощности сети к ней могут подключаться вычислительные центры или центры обработки информации, к которым пользователи могут обращаться с запросами со своих абонентских систем или других рабочих мест. Такие центры снабжаются компьютерами в широком диапазоне по своим характеристикам: от персональных компьютеров до суперЭВМ.
Программное обеспечение ПО сетей отличается большим многообразием как по своему составу, так и по перечню решаемых задач. В общем виде функции ПО сети заключаются в следующем:
— планирование, организация и осуществление коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам — телекоммуникационным, вычислительным, информационным, программным;
— автоматизация процессов программирования задач обработки информации;
— динамическое распределение и перераспределение общесетевых ресурсов с целью Повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей и т.д.
В составе ПО сетей выделяются такие группы:
— общесетевое ПО в качестве основных элементов включает распределенную операционную систему (РОС) сети и комплект программ технического обслуживания (КПТО) всей сети и ее отдельных звеньев и подсистем, включая ТКС;
— специальное ПО, куда входят прикладные программные средства: интегрированные и функциональные пакеты прикладных программ (ППП) общего назначения, прикладные программы сети (ППС), библиотеки стандартных программ, а также прикладные программы специального назначения, отражающие специфику предметной области пользователей при реализации своих задач;
— базовое программное обеспечение компьютеров абонентских систем, включающее операционные системы ПК, системы автоматизации программирования, контролирующие и, диагностические тест-программы.
Важнейшие функции в сети выполняет распределенная операционная система (РОС): она управляет работой сети во всех ее режимах, обеспечивает оперативное и надежное удовлетворение запросов пользователей, динамическое распределение общесетевых ресурсов, координацию функционирования звеньев сети.
РОС имеет иерархическую структуру, соответствующую стандартной семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС). Она представляет собой систему программных средств, реализующих процессы взаимодействия АС и объединенных общей архитектурой и коммуникационными протоколами. РОС обеспечивает взаимодействие асинхронных параллельных процессов в сети, сопровождаемое применением средств передачи сообщений между одновременно реализуемыми процессами и средств синхронизации этих процессов.
В составе РОС сети имеется набор расположенных по функциональным уровням модели ВОС управляющих и обслуживающих программ, главные функции которых состоят в следующем:
— распределение общесетевых ресурсов с целью удовлетворения запросов пользователей, т.е. обеспечение доступа отдельных прикладных программ к этим ресурсам;
— обеспечение межпрограммных методов доступа, т.е. организация связи между отдельными прикладными программами комплекса пользовательских программ, реализуемыми в различных АС сети;
— синхронизация работы пользовательских программ при их одновременном обращении к одному и тому же пользователю или ресурсу;
— удаленный ввод заданий с любой АС сети и их выполнение в любой другой АС сети в оперативном или пакетном режиме;
— передача текстовых сообщений пользователям в порядке реализации функций службы электронной почты, телеконференций, электронных досок объявлений, дистанционного обучения;
— обмен файлами между АС сети, доступ к файлам, хранимым в удаленных компьютерах, и их обработка;
— защита информации и ресурсов сети от несанкционированного доступа, т.е. реализация функций служб безопасности сети;
— выдача справок, характеризующих состояние сети и использование ее ресурсов;
— планирование использования общесетевых ресурсов.
В рамках планирования использования общесетевых ресурсов осуществляется: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации пользователям, распределение решаемых задач по компьютерам сети, распределение информационных ресурсов для этих задач, присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям, формирование и рассасывание очередей запросов пользователей с учетом или без учета приоритетов этих запросов, изменение конфигурации сети и т.д. При этом используются современные методы планирования.
Кроме того, различают статическое планирование, которое осуществляется заранее, до начала решения поступившей в сеть к данному времени группы задач, и динамическое планирование, выполняемое в процессе функционирования сети непосредственно перед началом решения группы задач, причем с поступлением каждой новой задачи составленный план корректируется с учетом складывающейся ситуации по свободным и занятым ресурсам сети, наличию очередей задач и т.д. Основным показателем эффективности организации вычислительного процесса в сети, планирования общесетевых ресурсов является время решения комплекса задач.
Оперативное управление процессами удовлетворения запросов пользователей и обработки информации с помощью РОС сети позволяет организовать учет выполнения запросов и заданий, выдачу справок об их прохождении в сети, сбор данных о выполняемых в сети работах.