Принципы использования компьютерных сетей

1. Компьютерные сети

Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, взаимосвязанных через каналы передачи данных, обеспечивающих пользователей средствами обмена информации и коллективного использования ресурсов сети.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

• обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
• обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

• Техническое обеспечение– это ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских пунктов. Основные требования, которые предъявляются к техническому обеспечению сети, это универсальность, и модульность, обеспечивающая возможность наращивания и изменения конфигурации сети.
• Информационное обеспечение сетипредставляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи. В состав информационного обеспечения входят база знаний, банки данных и т.д.
• Программное обеспечение сетипредназначено для организации коллективного доступа к ее ресурсам, динамического распределения и перераспределения ресурсов сети с целью максимальной загрузки технических средств. Основным компонентом программного обеспечения сети являютсясетевые операционные системы, которые представляют собой комплекс управляющих и обслуживающих программ.

1.2 Основные характеристики компьютерных сетей

• Скорость передачиданных по каналу связи — измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени. Единица измерения скорости передачи данных —Мегабит в секунду (Мбит/с). Скорость передачи данных зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модемов.
• Пропускная способностьканала связи— оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени. Теоретическая пропускная способность определяется скоростью передачи данных. Единица измерения пропускной способности канала связи –количествознаков в секунду.
• Достоверностьпередачиинформации— оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Единица измерения достоверности –количество ошибок на знак.
• Надежность коммуникационнойсети определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности —среднее время безотказнойработы в час.
• Время реакции сети– это время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряетсямиллисекундах.

1.3 Классификация компьютерных сетей

Современные сети можно классифицировать по различным признакам: По удаленности компьютеров:

• ЛокальныеLAN (LocalAreaNetwork) — сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километ­ров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.
• РегиональныеMAN (Metropolitan Area Network)- объединяют пользователей области, города, небольших стран. В качестве каналов связи используются телефонные линии. Расстояние между узлами сети составляет от 10 до 1000 км.
• ГлобальныеWAN (Wide Area Network) — включают другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры.

По назначениюи перечню предоставляемых услуг:

• Общееиспользованиефайлов и принтеров — с помощью специальной ЭВМ (файл-сервер, принтер-сервер) организуется доступ пользователей к файлам и принтерам.
• Общееиспользованиебаз данных — с помощью специальной ЭВМ (сервер баз данных) организуется доступ пользователей к базе данных.
• Применениетехнологий Интернет — электронная почта, Всемирная паутина, телеконференции, видеоконференции, передача файлов через Интернет.

По способу организации взаимодействия:

• Одноранговые сети — все компьютеры одноранговой сети равноправны, при этом любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
• Сети свыделеннымсервером(иерархическиесети) — при установке сети заранее выделяются один или несколькосерверов— компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называютклиентомсетиилирабочейстанцией. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:
• Необходимость дополнительной ОС для сервера.
• Более высокая сложность установки и модернизации сети.
• Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера

Потехнологиииспользования сервера:

• Сети с архитектурой файл-сервер— используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.
• Сети с архитектурой клиент-сервер— между приложением-клиентом и приложением-сервером осуществляется обмен данными. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса.

Поскоростипередачи информациикомпьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные:

• Низкоскоростныесети — до 10 Мбит/с;
• Среднескоростныесети- до 100 Мбит/с;
• Высокоскоростныесети — свыше 100 Мбит/с.

По типу среды передачисети разделяются на

• Проводные(на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
• Беспроводныес передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.

По топологии (как соединены компьютеры между собой):

• Общая шина
• Звезда
• Кольцо

Источник

2. Принципы организации компьютерных сетей

(Local Area Network — LAN) на базе устойчивых промышленных стандартов открыло возможность интенсивного использования персональных компьютеров в интегрированных системах связи и обработки информации.

В 1992 г. в мире насчитывалось уже около 37 млн. персональных машин, объединенных в сети. Сегодня в распоряжении пользователей находится более 10 тысяч частных, более 150 тысяч государственных сетей и более 500 видов различных сетевых продуктов. Только в США функционируют десятки тысяч локальных сетей с миллионами персональных компьютеров.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) позволяет: снизить затраты каждого отдельного пользователя, благодаря совместному доступу к внешним устройствам; повысить надежность системы, так как, при отказе одного устройства его функции можно передать другому; сократить средства на приобретение и сопровождение новых программных продуктов за счет использования сетевых версий программ; реализовать новые формы взаимодействия пользователей в одном коллективе, например, при работе над общим проектом.

Постепенно к локальным сетям добавились корпоративные сети масштаба предприятия длиной до 10 км, а также глобальные сети GAN (Global Area network), на базе которых выполняются телекоммуникации, охватывающие десятки и сотни (километров). Такие сети, объединяющие территориально распределенные системы обработки данных, обеспечивают общий доступ к информационным ресурсам пользователей, распределение функций между ними, резервирование ресурсов.

Сеть состоит из абонентов и каналов связи. Абоненты, или рабочие станции, могут выступать в качестве передатчиков и приемников информации, клиентов и серверов. Управление сетью выполняют администраторы. В их распоряжении находится информация:

• о клиентах (модели компьютеров, типы процессоров, объемы ОЗУ, типы сетевых адаптеров, версии сетевых драйверов, емкости дисковых накопителей, каталоги приложений, версии ВIOS и ОС, перечень программного обеспечения, карты логических устройств и сетевой адресации, схемы физического расположения абонентов);
• о серверах (аналогичная информация, а также данные о сетевой ОС и перечень подключенной периферии, сведения о драйверах устройств, список системных ресурсов);
• о сети (план разводки кабелей с указанием концентраторов, повторителей, заглушек, распределительных и оконечных устройств).

Источник