15. Понятие и назначение компьютерной сети. Классификация компьютерных сетей.
Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, взаимосвязанных через каналы передачи данных, обеспечивающая 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, модемы, оперативную 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 саму информацию — основным ресурсом человека.
Основным назначением сети является обеспечение простого, удобного и надежного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение удобных и надежных 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.
Помимо сфер научной, деловой, образовательной, общественной и культурной 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.
Компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков, например, по степени территориальной распределенности. При этом различают глобальные, региональные и локальные сети.
Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру, используют волоконно-оптические и спутниковые каналы связи, позволяющие соединять узлы сети связи и компьютеры, находящиеся на расстоянии до 10–15 тыс. км друг от друга.
Региональные сети объединяют пользователей города, области, небольших стран. В качестве каналов связи чаще всего используются волоконно-оптические и телефонные линии. Расстояния между узлами сети составляют 10–1000 км.
Локальные сети связывают абонентов одного или близлежащих зданий одного предприятия, учреждения. Локальные сети получили очень широкое распространение, так как 80–90% информации циркулирует вблизи мест ее появления и только 20–10% связано с внешними взаимодействиями. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. Единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных — главная отличительная особенность локальных сетей. В качестве канала передачи данных используется витая пара, коаксиальный кабель либо оптический кабель. В оптическом канале световод сделан из кварцевого стекла толщиной в волос, это — наиболее высокоскоростной, надежный, но и дорогостоящий кабель. Расстояния между компьютерами в локальной сети — до 10 км.
Корпоративные сети являются тем примером, который не укладывается в систему классификации сетей по признаку их территориальной распределенности. Например, сеть банка или авиакомпании может связывать компьютеры как в соседних помещениях, так и расположенные на разных континентах. Корпоративная сеть обычно имеет свою особую систему кодирования и защиты информации, что исключает в ней свободный доступ, характерный для глобальных сетей. Каналы связи в локальных и корпоративных сетях являются собственностью организации, и это серьезно упрощает их эксплуатацию.Функциональные возможности сети определяются теми услугами, которые она предоставляет пользователю. Для реализации каждой из услуг сети и доступа пользователя к этой услуге разрабатывается специальное программное обеспечение.Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами (Bridge) и маршрутизаторами (Router). В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по два или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одной из связываемых сетей.
Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило, используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например для связи двух сетей Ethernet или двух сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы (Brouter), объединяющие функции обоих средств.Для обеспечения связи сетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы (Gateway). Например, в общей структуре корпоративной сети через шлюз локальная сеть может быть связана с мощным внешним компьютером.
Компьютерные сети: назначение, основные понятия. Модель взаимодействия открытых систем (iso/osi).
Сеть — это объединение вычислительных систем различных типов, связанных друг с другом некоторыми каналами связи и правила передачи данных от одной вычислительной системы к другой с помощью имеющихся каналов связи. В качестве линий связи могут выступать простые телефонные каналы, коаксиальные и оптоволоконные линии, всевозможные каналы радиосвязи в любом частном диапазоне, мощные стволы радиорелейных и спутниковых линий.
Назначение компьютерных сетей (КС)
При физическом соединении двух или более компьютеров образуется КС. Для ее создания необходимо специальное сетевое оборудование и сетевые программные средства.
Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными, называется прямым соединением. Для его создания в среде Windows ХР нужно выполнить команды:
Пуск/программы / Стандартные/ Связь /Мастер новых подключений / Установить прямое подключение к другому компьютеру
Это стандартное программное средство, а аппаратным средством являются стандартные порты ввода / вывода (последовательные или параллельные).
Все КС имеют одно назначение — обеспечение совместного доступа к общим ресурсам — аппаратным, программным и информационным.
Локальные и глобальные сети
Основной задачей при создании КС является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и по информационному обеспечению — по системе кодирования и формату данных.
Решение этой задачи основано на модели OSI (модель взаимодействия открытых систем). Она создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO.
Модель взаимодействия открытых систем (OSI)
Системы компьютерной связи следует рассматривать на семи уровнях.
А н а л о г и я с п о ч т о в о й д о с тавкой
У р о в н и ( о б м е н д а н н ы м и ч е р е з с е т ь между п о л ь з о в а т е л я м и с и с п о л ь з о в а н и е м м о д е ли ISO/OSI)
С помощью приложений пользователь ПК создает документ
Запечатано, написан адрес, марка
ОС ищет место нахождения документа (ОП, жесткий диск и т.д.) и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем
Пользователь ПК взаимодействует с ЛВС или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и передают документ к протоколам 4-го уровня
Письмо доставлено на почтамт, отсортировано
Документ преобразуется в форму, в которой данные передаются в сеть (например, делятся на небольшие пакеты)
Определяет маршрут перемещения в сети (например, каждый пакет должен получить адрес)
Сигналы должны быть промодулированы для физического уровня через модель или сетевую карту
Вагон. прицеплен к локомотиву, доставку осуществляет другое ведомство, которое действует по другим протоколам
Передача данных на физическом уровне, представленных ; битами. Восстановление документов постепенно с 7-го уровня до 1-го уровня на ПКклиента
Согласно модели ISO/OSI архитектуру КС следует рассматривать на 7 уровнях.
Верхний уровень — прикладной: пользователь на нем взаимодействует с ВС.
Нижний уровень — физический: обеспечивает обмен сигналами между устройствами.
Для обеспечения совместимости на каждом уровней действуют специальные стандарт-протоколы (аппаратные, программные). Физические функции поддержки протоколов выполняют интерфейсы (аппаратные устройства), программные — программы поддержки протоколов.
В соответствии с используемыми протоколами КС принято разделять на:
- Локальные компьютерные сети — компьютеры локальной КС используют единый комплект протоколов для всех участников.
- Глобальные компьютерные сети — объединяют как отдельные ПК, так и отдельные ЛС, которые могут использовать различные протоколы.