Лекция по информатике на тему: Объединение компьютеров в локальную сеть. Организация работы пользователей в локальных компьютерных сетях. (СПО)
Качество работы сети характеризуют следующие свойства:
— расширяемость и масштабируемость.
К основным характеристикам производительности сети относятся:
— время реакции — характеристика, которая определяется как время между возникновением запроса к какому-либо сетевому сервису и получением ответа на него;
— пропускная способность — характеристика, которая отражает объем данных, переданных сетью в единицу времени;
— задержка передачи — интервал между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства и моментом его появления на выходе этого устройства.
Для оценки надежности сетей используются различные характеристики, в том числе:
— коэффициент готовности, означающий долю времени, в течение которого система может быть использована;
— безопасность, способность системы защитить данные от несанкционированного доступа;
— отказоустойчивость — способность системы работать в условиях отказа некоторых ее элементов.
Расширяемость — означает возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.
— Масштабируемость означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается.
— Прозрачность свойство сети скрывать от пользователя детали своего внутреннего устройства, упрощая тем самым его работу в сети.
— Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.
— Совместимость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение.
Сетевое оборудование и программные компоненты управления сетью
Основными компонентами сети являются рабочие станции, серверы, передающие среды (кабели) и сетевое оборудование.
Рабочими станциями называются компьютеры сети, на которых пользователями сети реализуются прикладные задачи.
Серверы сети — это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сервером может быть любой подключенный к сети компьютер, на котором находятся ресурсы, используемые другими устройствами локальной сети. В качестве аппаратной части сервера используется достаточно мощные компьютеры.
Сетевые карты — это контроллеры, подключаемые в слоты расширения материнской платы компьютера, предназначенные для передачи сигналов в сеть и приема сигналов из сети.
Сетевая карта преобразует информацию, которая предназначена для отправки, в специальные пакеты. Пакет — логическая совокупность данных, в которую входят заголовок с адресными сведениями и непосредственно информация. В заголовке присутствуют поля адреса, где находится информация о месте отправления и пункте назначения данных.
Сетевая плата анализирует адрес назначения полученного пакета и определяет, действительно ли пакет направлялся данному компьютеру. Если вывод будет положительным, то плата передаст пакет операционной системе, В противном случае пакет обрабатываться не будет.
Терминаторы — это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети.
Концентраторы — это центральные устройства кабельной системы, которые при получении пакета на один из своих портов пересылают его на все остальные. В результате получается сеть с логической структурой общей шины. Пакеты данных при передаче через концентратор будут доставлены на все компьютеры, подключенные к локальной сети.
Существует два вида концентраторов: активные и пассивные концентраторы (многопортовые повторители). Активные концентраторы усиливают полученные сигналы и передают их. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его.
Повторители — устройства сети, которые передают электрические сигналы от одного кабеля к другому (от одного сегмента сети к другому). Повторитель действует на электрическом уровне для соединения двух сегментов. Повторители не распознают сетевые адреса и поэтому не могут использоваться для уменьшения трафика.
Коммутаторы — управляемые программным обеспечением центральные устройства кабельной системы, сокращающие сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему. Использование коммутаторов является более дорогим.
Маршрутизаторы — стандартные устройства сети, работающие на сетевом уровне и позволяющие переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения. Маршрутизатор по принципу работы напоминает коммутатор, однако имеет больший набор функциональных возможностей. Он изучает не только МАС-, но и I Р-адрес c а обоих компьютеров, участвующих в передаче данных. Транспортируя информацию между различными сегментами сети, маршрутизаторы анализируют заголовок пакета и стараются вычислить оптимальный путь перемещения данного пакета. Маршрутизатор способен определить путь к произвольному сегменту сети, используя информацию из таблицы маршрутов, что позволяет создавать общее подключение к Интернету или другой глобальной сети. Маршрутизаторы обеспечивают доставку пакета наиболее быстрым путем, что позволяет повысить пропускную способность больших сетей. Если какой-то сегмент сети перегружен, поток данных пойдет по другому пути.
Мосты — устройства сети, которые соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передают трафик между ними. Мосты также усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа. Это позволяет расширить максимальный размер сети, одновременно не нарушая ограничений на максимальную длину кабеля, количество подключенных устройств или количество повторителей на сетевой сегмент.
Шлюзы — программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы могут быть как аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный компьютер (шлюзовый сервер), а может быть и компьютерная программа.
Межсетевые экраны — это сетевые устройства, реализующие контроль за поступающей в локальную сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации. Большинство межсетевых экранов построено на классических моделях разграничения доступа, согласно которым субъекту (пользователю, программе, процессу или сетевому паксту) разрешается или запрещается
доступ к какому-либо объекту (файлу или узлу сети) при предъявлении некоторого уникального, присущего только этому субъекту элемента. В большинстве случаев этим элементом является пароль.
Таким образом, межсетевой экран — это программный и (или) аппаратный барьер между двумя сетями, позволяющий устанавливать только авторизованные межсетевые соединения. Обычно межсетевые экраны защищают соединяемую с Интернетом корпоративную сеть от проникновения извне и исключают возможность доступа к конфиденциальной информации.
Контрольные вопросы и задания
1) Перечислить основные характеристики современных компьютерных сетей.
2) Перечислить основные характеристики производительности сети. Описать их.
3) Что называют рабочими станциями?
4) Дать определение сервера, сетевой карте, маршрутизатора.
5) Какое назначение у межсетевого экрана?
6) Описать функции работы сетевой карты, маршрутизатора.
7) Какое назначение у активных концентраторов?