Предпосылки создания компьютерных сетей
Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными предприятиями требует участия в этом процессе достаточно больших коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.
В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач. Принцип централизованной обработки данных (рис. 1.1) не отвечал высоким требованиям надежности, не мог обеспечить необходимую скорость обработки данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом.
Рис. 1.1. Система централизованной обработки данных
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных
(рис. 1.2).
Рис. 1.2. Система распределенной обработки данных
Распределенная обработка данных — это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах.
Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные вычисли-тельные комплексы, многопроцессорные системы и компьютерные (вычислительные) сети.
Первые вычислительные сети ЭВМ появились в 60-х годах. По сути дела они начали своего рода техническую революцию, сравнимую с появлением первых ЭВМ, так как была предпринята попытка объединить технологию сбора, хранения, передачи и обработки информации на ЭВМ с техникой связи.
Одной из первых сетей, оказавших влияние на дальнейшее их развитие, явилась сеть ARPA, созданная пятьюдесятью университетами и фирмами США. В настоящее время она охватывает всю территорию США, часть Европы и Азии. Сеть АРПА доказала техническую возможность и экономическую целесообразность разработки больших сетей для более эффективного использо-вания ЭВМ и программного обеспечения.
В 60-х годах в Европе сначала были разработаны и внедрены международные сети EIN и Евронeт, затем появились национальные сети. В 1972 г. в Вене была внедрена сеть МИПСА, в 1979 г. к ней присоединилось 17 стран Европы, СССР, США, Канада, Япония. Она была предназначена для проведения фундаментальных работ по проблемам энергетики, продо-вольствия, сельского хозяйства, здравоохранения и т.д. Кроме того, благодаря новой технологии сеть позволила всем национальным институтам развивать связь друг с другом.
В 80-х годах сдана в эксплуатацию система телеобработки статистической информации (СТОСИ), обслуживающая Главный вычислительный центр Центрального статистического управления СССР в Москве и республиканские вычислительные центры в союзных республиках. В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных сетей.
С появлением микроЭВМ и персональных ЭВМ возникли локальные вычислительные сети. Они позволили поднять на качественно новую ступень управление производственным объектом, повысить эффективность использования ЭВМ, улучшить качество обрабатываемой информации, реализовать безбумажную технологию, создать новые технологии. Объединение ЛВС и глобальных сетей открыло доступ к мировым информационным ресурсам.
Понятие компьютерных сетей
В настоящее время наиболее важным применением компьютеров становится создание сетей, обеспечивающих единое информационное пространство для многих пользователей. Особенно наглядно этот процесс проявляется на примере всемирной компьютерной сети Интернет.
Компьютерной сетьюназывается совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.
Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование — диски большой емкости, принтеры, основную память, иметь общие программные средства и данные. Глобальные сети предоставляют возможность использовать аппаратные ресурсы удаленных компьютеров. Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации, сделали обмен информацией через электронную почту самой распространенной услугой сети, а основным ресурсом — информацию.
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 обеспечение средств передачи данных между пользователями сети. С помощью сетей эти проблемы решаются независимо от территориального расположения пользователей. В эпоху всеобщей информатизации большие объемы информации хранятся, обрабатываются и передаются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В локальных сетях создаются общие базы данных для работы пользователей. В глобальных сетях осуществляется формирование единого научного, экономического, социального и культурного информационного пространства.
Существует множество задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных, передаче данных на расстояние и их распределенной обработке. Примерами являются банковские и другие финансовые структуры; коммерческие системы, отражающие состояние рынка («спрос-предложение»); системы социального обеспечения; налоговые службы; дистанционное компьютерное обучение; системы резервирования авиабилетов; дистанционная медицинская диагностика; избирательные системы. Во всех этих приложениях необходимо, чтобы в сети осуществлялся сбор, хранение и доступ к данным, гарантировалась защита данных от искажений и несанкционированного доступа.
Помимо научной, деловой, образовательной, общественной и культурной сфер жизни, глобальная сеть охватила и сделала доступным для миллионов людей новый вид отдыха и развлечений. Сеть превратилась в инструмент ежедневной работы и организации досуга людей самого разного круга.
Вопрос 1. Предпосылки возникновения сетей. Организация вычислительных сетей. Классификация сетей эвм.
Компьютерные сети являются логическим результатом эволюции развития компьютерных технологий. Постоянно возрастающие потребности пользователей в вычислительных ресурсах обуславливали попытки специалистов компьютерных технологий объединить в единую систему отдельные компьютеры.
В начале 60- х годов двадцатого столетия начали развиваться интерактивные (с вмешательством пользователя в протекание вычислительного процесса) многотерминальные системы разделения времени. В таких системах мощный центральный компьютер (мэйнфрейм) отдавался в распоряжение нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал (монитор с клавиатурой без системного блока), с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Компьютер по очереди обрабатывал программы и данные, поступающие с каждого терминала. Поскольку время реакции компьютера на запрос каждого терминала было достаточно мало, то пользователи практически не замечали параллельную работу нескольких терминалов и у пользователей создавалась иллюзия монопольного пользования компьютером.
Терминалы, как правило, рассредоточивались по всему предприятию и функции ввода- вывода информации были распределенными, но обработка информации проводилась только центральным компьютером. Такие многотерминальные централизованные системы внешне напоминали локальные вычислительные сети, до создания которых в действительности нужно было пройти еще большой путь. Сдерживающим фактором для развития компьютерных сетей был в первую очередь экономический фактор. Из- за высокой в то время стоимости компьютеров предприятия не могли позволить себе роскошь купить несколько компьютеров, а значит и объединять в вычислительную сеть было нечего.
Развитие компьютерных сетей началось с решение более простой задачи- доступ к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы в этом случае соединялись с компьютером через телефонные сети с помощью специальных устройств модемов. Следующим этапом в развитии компьютерных сетей стали соединения через модем не только «терминал – компьютер», но и «компьютер- компьютер». Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что является базовым механизмом любой компьютерной сети. Тогда впервые появились в сети возможности обмена файлами, синхронизация баз данных, использования электронной почты, т.е. те службы, являющимися в настоящее время традиционными сетевыми сервисами. Такие компьютерные сети получили название глобальных компьютерных сетей.
Организация компьютерных сетей
Выделяют два основных типа организации компьютерных сетей:
*одноранговые сети – это сети равноправных компьютеров, т.е. каждый компьютер одновременно выполняет функции и рабочей станции (работают пользователи) и файлового сервера (хранение и разделение файлов).
*сети с выделенным сервером – это сети, где один (или несколько) компьютеров выделены исключительно для работы с файлами (файловый сервер), архивного хранения данных (сервер резервного копирования), управления печатью на сетевом принтере (сервер печати) и т.п. Компьютеры пользователей копируют свои файлы, которые хотят сделать общими, на сервер.
Одноранговые сети целесообразно организовывать только в маленьких локальных сетях.
Классификация компьютерных сетей:
В зависимости от территориального расположения компьютерные сети можно разделить на три основных класса:
- локальные (ЛВС, LAN – Local Area NetWork);
- региональные (РВС, MAN – Metropolitan Area NetWork);
- глобальныe (ГВС, WAN — Wide Area NetWork).
Локальная вычислительная сеть – это компьютерная сеть, подключение к которой осуществляется с помощью сетевого адаптера. Она объединяет компьютеры одного предприятия, учреждения. Удаление подключаемых компьютеров в ЛВС от нескольких метров до 3-5 км, высокая скорость передачи данных (от 10 Мбит/с до 1000 Мбит/с). Все ресурсы сети являются ресурсами реального времени доступа, т.е. всегда доступны при наличии соответствующих прав доступа.
Региональная компьютерная сеть объединяет компьютеры одного города, района, страны. Расстояние между ними десятки – сотни км.
Глобальная вычислительная сеть – это компьютерная сеть, объединяющая компьютеры, которые могут находиться в разных странах, на разных континентах. Скорость передачи данных невысокая (в среднем, в нашей стране скорость подключения к глобальным сетям не превышает 64 Кбит/с).
Соединению с сетью может быть постоянным (ЛВС) или устанавливаться по запросу (подключение к Интернету через модем).