Понятие и основные компоненты сети.
Компьютерные сети относятся к распределенным (децентрализованным) вычислительным системам. Основной признак распределенной вычислительной системы – наличие нескольких центров обработки данных. К распределенным системам относятся также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы.
Компьютерная (вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Линии связи образованы кабелями, сетевыми адаптерами и другими коммуникационными устройствами. Все сетевое оборудование работает под управлением системного и прикладного программного обеспечения.
Основными элементами сети являются стандартные компьютеры. Каждый компьютер владеет тремя типами ресурсов, доступных с его консоли:
- аппаратные ресурсы – жесткие диски, принтеры и т.п.;
- программные ресурсы – программы, запущенные на компьютере;
- информационные ресурсы – данные, хранящиеся на компьютере.
Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств — сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной операционной системы, а какая-либо «общая» операционная система, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к локальным ресурсам другого компьютера.
Основная цель сети — обеспечить пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров сети.
Если компьютер подключен к сети, его пользователь может получить доступ не только к файлами, дисками, принтерами и другими ресурсами своего компьютера, но аналогичными ресурсами других компьютеров, подключенных к той же сети. Правда, для этого недостаточно снабдить компьютеры сетевыми адаптерами и соединить их кабельной системой. Необходимы еще некоторые добавления к операционным системам этих компьютеров. На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям сети, необходимо добавить модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. Обычно такие модули называются программными серверами, так как их главная задача — обслуживать запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, также нужно добавить к операционной системе некоторые специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер. Такие модули обычно называют программными клиентами. Собственно же сетевые адаптеры и каналы связи решают в сети достаточно простую задачу — они передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части операционных систем.
Пара модулей «клиент — сервер» обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей — файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т. п.
Вычислительная сеть – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Основные аппаратные и программные компоненты компьютерной сети:
- Аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ. Это компьютеры различных классов – от персональных до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров сети должен соответствовать набору задач, решаемых сетью.
- Коммуникационное оборудование – кабельные системы, повторители, модульные концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Современное коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, нуждающийся в конфигурировании и администрировании.
- Программная платформа сети – операционные системы, управляющие локальными и распределенными ресурсами сети. От сетевой ОС во многом зависит эффективность, безопасность, надежность работы сети.
- Сетевые приложения – сетевые базы данных, почтовые системы, системы автоматизации коллективной работы и др.
Компоненты вычислительной сети
а также по проделанной некоторое время назад (архивная информация) с помощью создания базы данных.
3. Повышение достоверности информации и надежности ее
хранения путем создания устойчивой к сбоям информационной
4. Обеспечение своевременной обработки документов и пост-
роения на базе этого действующей системы анализа, прогнозиро-
вания и оценки обстановки с целью принятия оптимального ре-
шения и выработки стратегии развития.
Все сети независимо от сложности основываются на принципе
совместного доступа к информации.
В настоящее время в сети используются компьютеры различ-
ных типов и классов с различными характеристиками.
Коммуникационное оборудование: кабельные систе-
мы, повторители, мосты, маршрутизаторы.
Повторитель (англ. repeater) — сетевое оборудование.
Предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые.
Одной из первых задач, которая стоит перед любой технологией транспортировки данных, является возможность их передачи на максимально большое расстояние. Физическая среда накладывает на этот процесс своё ограничение — рано или поздно мощность сигнала падает, и приём становится невозможным. Но ещё большее значение имеет то, что искажается «форма сигнала» — закономерность, в соответствии с которой мгновенное значение уровня сигнала изменяется во времени. Это происходит в результате того, что провода, по которым передаётся сигнал, имеют собственную ёмкость и индуктивность.
Мост, сетевой мост (англ. bridge) — сетевое устройство, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети разных топологий и архитектур.
Для эффективной работы сетей используются специальные ОС,
которые в отличие от персональных ОС предназначены для реше-
ния специальных задач по управлению работой сети и называют-
ся сетевыми. Сетевые ОС устанавливаются на специально выде-
ленные компьютеры, называемые серверами. Признанными ли-
дерами сетевых операционных систем являются Windows Server 2008.
Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три
функциональные группы: рабочие станции, серверы сети и ком-
Рабочая станция (workstation) — это персональный компью-
тер, подключенный к сети, на котором пользователь выполняет
свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локаль-
ные файлы и использует свою операционную систему, но при
этом ему доступны ресурсы сети.
Сервер сети (server) — это компьютер, подключенный к сети и
предоставляющий пользователям сети определенные услуги, на-
пример хранение данных общего пользования, печать документов.
По выполняемым функциям серверы подразделяются на файло-
вый сервер, сервер баз данных и сервер прикладных программ.
К коммутационным узлам сети относятся следующие устрой-
ства: повторители, коммутаторы (мосты), маршрутизаторы и шлюзы.
Структура информационно-вычислительной сети
Информационно-вычислительная сеть (ИВС) включает три взаимосвязанных подсети: базовую сеть передачи данных, компьютерную сеть (сеть ЭВМ) и терминальную сеть (рис. 27).
Рис. 27. Структура информационно-вычислительной сети
Базовая сеть передачи данных (БСПД) – это совокупность средств для организации обмена информацией между отдельными компьютерами (отдельными ЭВМ) и состоит из узлов и линий связи.
Узел связи – это система средств коммутации и передачи данных, расположенных в одном месте. Он принимает поступающие по каналам связи данные для компьютеров, расположенных в данном пункте, и передает их в каналы, соединяющие его с другими узлами связи, если данные предназначены для компьютеров в этих узлах связи. Обычно в основе узла связи находится коммутационная вычислительная машина и аппаратура передачи данных. Коммутационная машина предназначена для определения маршрута передачи данных и выполнения правил организации передачи.
Базовая сеть передачи данных – это ядро вычислительной системы. Именно она обеспечивает объединение компьютеров в сеть, в которую могут входить главные вычислительные машины (ГВМ), выполняющие обработку запросов пользователей, терминальные вычислительные машины, предназначенные для сопряжения терминалов сети с базовой сетью.
Терминальная сеть – это совокупность терминалов, с помощью которых абоненты (пользователи) сети осуществляют связь с сетью и отправляют и получают данные. В терминальной сети могут использоваться интеллектуальные терминалы и абонентские пункты.
Линии или каналы связи – это различные средства, обеспечивающие прохождение информационных сигналов между узлами связи. Линии связи и пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных образуют физическую передающую среду.
Таким образом, информационно-вычислительная сеть – это территориально распределенная система коллективного пользования средствами связи и вычислительными ресурсами. Подобное объединение средств вычислительной техники для совместной работы обеспечивает более эффективное использование линий передачи информации и средств вычислительной техники при решении сложных задач обработки информации и рост оперативности ее обработки, что позволяет решать задачи, выполнение которых без создания сети невозможно.
Объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети, являются ее абонентами. Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы и т. д. Любой абонент сети подключается к станции. Станция – это аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами. Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.
В структуре ИВС выделяют два основных компонента: средства сбора, хранения и обработки информации, которые строятся на основе компьютеров (ЭВМ) с устройствами хранения информации и аппаратуры ее ввода-вывода, и средства передачи информации, которые служат для обеспечения взаимодействия между компьютерами. ИВС может содержать и средства дистанционного доступа к компьютерам удаленных абонентских пунктов.
Средства передачи информации в ИВС при локализации сети в пределах небольшого пространства обычно состоят из кабельных линий связи и нескольких сетевых контроллеров, обычно размещаемых внутри компьютеров.
Контроль состояния ИВС и управление ее работой обеспечивает административная система, в которую входят компьютеры, терминальное оборудование и программные средства, обеспечивающие включение и выключение сети в целом и отдельных ее составляющих, контроль работоспособности и управление режимом работы отдельных компонентов, систем и сети, а также их взаимодействие с пользователями.
Отдельные ИВС через узлы межсетевой связи могут объединяться в более мощные сети. Узел межсетевой связи должен обеспечивать согласование данных и их преобразование при обмене между сетями.
Разворачиваемые в пределах организации, учреждения сети не требуют передавать информацию на большие расстояния, не нуждаются в мощных узлах связи, используют более простые правила обмена информацией. Такие сети часто называют компьютерными сетями. Компьютерная сеть – это группа персональных компьютеров с необходимыми средствами вычислительной техники, связанных между собой для организации совместной работы.
Компьютерные сети строятся из персональных компьютеров (ЭВМ) и связанных с ними устройств сбора, ввода, отображения и вывода информации. Компьютеры сети называются рабочими станциями, или терминалами сети. Одна из рабочих станций, чаще всего построенная на основе более мощного компьютера, называется сервером. Назначение сервера – организация работы в сети, распределение ее ресурсов между отдельными пользователями, устранение конфликтов между ними, обеспечение ее безопасной работы и сохранение информации, используемой и создаваемой в процессе ее работы.