Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей коммуникационное оборудование

Локальные и глобальные сети эвм

Принципы построения и основные топологии вычислительных сетей, коммуникационное оборудование

Компьютерная сеть – соединенные между собой компьютеры. Позволяет обмениваться данными и совместно использовать общие ресурсы – документы, данные, программы технические устройства (принтеры, вычислительные мощности процессоров и т.п.). Локальная сеть соединяет компьютеры в одном помещении, здании или нескольких соседних зданиях. Охватывает не более нескольких десятков компьютеров, расположенных на расстоянии от нескольких метров до 2 километров. Корпоративная сеть соединяет компьютеры и локальные сети организации (компании, министерства и т.п.), которые могут находиться в разных регионах и странах. Региональная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на территории города, региона. Глобальная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на большой территории (разные страны и материки). Региональные и глобальные сети называют территориальными. В мире несколько сотен глобальных сетей. Наиболее мощная – всемирная сеть Интернет (Internet), основанная на оказавшейся очень эффективной технологии (протоколах). Локальную или корпоративную сеть, работающую по той же технологии (что, в частности, обеспечивает удобное включение в Интернет) называют Интранет (Intranet, Интрасеть). Лицо или орган управляющие работой сети (если они есть в данной сети) называют системным администратором. Локальные сети могут быть одноранговыми – все узлы (компьютеры) равноправны или (в большинстве случаев) с выделенным сервером. Функции сервера*(центрального компьютера) может выполнять специальный мощный или обычный персональный компьютер (ПК). При этом остальные компьютеры (чаще всего обычные ПК) называют рабочими станциями или клиентами. Топология (конфигурация) локальной сети – схема соединения компьютеров. Все варианты топологии основаны на трех базовых(Рисунок 9):

• кольцо – компьютеры соединяются «по кругу»;
• звезда (радиальная) – каждый компьютер соединен с центральным узлом;
• шинная – все компьютеры подключены к линейной шине (магистрали, линии передачи).

Кольцо	Звезда	Линейная шина
Рисунок 9 — Базовые топологии локальной сети

Для соединения компьютеров в локальной сети могут использоваться:

• витая пара (скрученная пара медных проводов) * * – скорость передачи до 100 Мбит/с, расстояние до 1 км, обычно в пределах 100 м;
• коаксиальный кабель (внутренняя медная жила, слой изоляции, внешний экран, оболочка, пример – телевизионная антенна) – скорость передачи до 500 Мбит/с, расстояние до 10 км;
• волоконно-оптический (стекло-волоконный, оптоволоконный) кабель ( передача света по центральному стекловоду – волокну из кварцевого стекла толщиной в человеческий волос, окруженному стеклянной оболочкой) – скорость передачи до 100 Гбит/с, расстояние (без ретрансляции) более 50 км.

Используется также беспроводная связь электромагнитными волнами различного диапазона, включая спутниковую связь и инфракрасное излучение. В частности, беспроводная локальная сеть стандарта Wi-Fi (Wireless Fidelity – беспроводная точность) обеспечивает скорость передачи до 11 Мбит/сек. Для подключения компьютера к сети может использоваться:

• сетевая плата (сетевая карта, сетевой адаптер), подключающая его к специальной кабельной линии для передачи сигналов в цифровом двоичном коде (каждая карта имеет уникальный 48-битовый адрес);
• модем (модулятор–демодулятор), подключающий его к телефонной линии. Здесь цифровые данные компьютеры преобразуются в непрерывные электрические импульсы (модулируются), передаются по телефонным каналам, а после приема снова преобразуются в цифровой двоичный код (демодулируются).

Для связи на дальнее расстояние (расширение сети) и соединения локальных сетей используется коммуникационное оборудование (отдельный компьютер с дополнительной аппаратурой или рабочая станция (сервер) с несколькими сетевыми платами):

• повторитель (репитер*) усиливает сигнал для передачи его далее по сети;
• концентратор (хаб* *) объединяет несколько рабочих станций, подключая их как единый сегмент к сети;
• мост соединяет сегменты одной сети или сети с одинаковой технологией передачи данных;
• маршрутизатор (роутер* **) соединяет сети разного типа, но с одинаковым программным обеспечением, определяя куда нужно направить данные и лучший маршрут их передачи;
• шлюз соединяет сети с разными технологиями передачи данных;

Такое оборудование подразделяют на мультиплексоры (один выход, несколько входов), демультиплексоры (несколько выходов, один вход) и коммутаторы (несколько входов и выходов). Для защиты информации используются сетевые экраны (межсетевой экран, щит, брандмауэр, файрвол,FireWall* ***) – программы, специальные технические устройства или специально выделенный компьютер, которые «отгораживают» защищаемый компьютер или локальную сеть от внешней сети, пропуская в обе стороны только разрешенные данные и команды, а при затруднениях обращающиеся за разрешением к администратору сети. Взаимодействие компьютеров в сети обеспечивается за счет соблюдения сетевых протоколов – правил представления и передачи данных, которые реализуются аппаратно или программно. Передача данных состоит из ряда этапов (уровней), на каждом из которых используется свой протокол. Эталонной является модель обмена информацией в открытой системеOSI (Open System Interchange) или модель взаимодействия открытых систем, предложенная в 1984 г. и включающая 7 уровней протоколов(Рисунок 10):

1. физический – непосредственная передача сигналов по линиям связи;
2. канальный (уровень соединения) – формирование сигналов для передачи, обнаружение и исправление ошибок, возникающих при физической передаче (этот уровень может реализоваться модемом или сетевой картой);
3. сетевой – определение маршрутов (маршрутизация) передачи пакетов, на которые разбиваются передаваемые данные (разные пакеты из одного сообщения могут направляться по разным путям);
4. транспортный – формирование адреса отправителя и получателя, разборка данных на пакеты и сборка на компьютере–получателе с контролем доставки пакетов и устранением возникших при этом ошибок;
5. сеансовый – открытие и закрытие сеанса связи с определением ее характера (односторонняя или двухсторонняя, последовательная или параллельная передача в обе стороны);
6. представительный – определение кодов и форматов передачи данных с соответствующим их преобразованием;
7. прикладной – определение данных для передачи, формируемых прикладной программой (например, отправления по электронной почте).

На компьютере отправителя выполняются этапы с 7-го по 1–ый уровень, а на компьютере получателя те же этапы в обратном порядке для восстановления сообщения. На промежуточных компьютерах могут выполняться с 1-го по 3-ий этап для дальнейшей отправки поступившего пакета (который является частью всего сообщения).

Уровень	Отправитель		Промежуточный узел			Получатель
Прикладной		7		7
Представительский		6		6
Сеансовый		5		5
Транспортный		4		4
Сетевой	3		3			3
Канальный	2		2			2
Физический	1		1			1
линии связи			линии связи
Рисунок 10 — модель обмена информацией в открытой системе OSI

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

7. Принципы организации и основные топологии вычислительных сетей

Доменное имя компьютера — уникальный идентификатор, который присваивается определенному IP–адресу (двух одинаковых быть не может). Это буквенный адрес компьютера. Доменное имя или буквенный адрес компьютера может быть: доменное имя первого (верхнего) уровня; имя второго уровня; доменное имя третьего уровня. Доменное имя первого уровня выглядит так: www.ru (Российская зона интернета).

Каждому компьютеру при подключении к глобальной сети Интернет присваивается собственный уникальный номер, называемый IP–адрес. Сетевые адреса, являющиеся 32–разрядными числами, обычно записываются в виде четырех десятичных чисел, соответствующих отдельным байтам, разделенных точками. Наименьший IP–адрес выглядит как 0.0.0.0, а наибольший – 255.255.255.255. URL. Uniform Resource Locator (универсальный адрес ресурса) – совокупность правил для записи адресов для различных служб в сети Интернет. В него входит, кроме названия файла и директории: сетевой адрес машины и метод доступа к файлу. С помощью URL можно запускать удаленные программы, и передавать им значения.

Основные топологии сетей

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий:

• шина (bus) – компьютеры подключены вдоль одного кабеля;
• звезда (star) – компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора;
• кольцо (ring) – если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо.

Модель iso/osi

Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем при реализации сетей, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI. 8. Сетевые протоколы

Перечень основных сетевых протоколов

• TCP/IP – аббревиатура термина Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей / Интернет Протокол) – это согласованный заранее стандарт, служащий для обмена данных между двумя узлами (компьютерами в сети), причём неважно, на какой платформе эти компьютеры и какая между ними сеть. TCP/IP служит как мост, соединяющий все узлы сети воедино.
• IP – Internet Protocol (межсетевой протокол) — маршрутизируемый сетевой протокол, основа стека протоколов TCP/IP. Протокол IP используется для ненадёжной доставки данных (разделяемых на так называемые пакеты) от одного узла сети к другому. Это означает, что на уровне этого протокола (третий уровень сетевой модели OSI) не даётся гарантий надёжной доставки пакета до адресата. В частности, пакеты могут прийти не в том порядке, в котором были отправлены, оказаться повреждёнными или не прибыть вовсе. Гарантии безошибочной доставки пакетов дают протоколы более высокого (транспортного) уровня сетевой модели OSI, например, TCP, которые используют IP в качестве транспорта. IP-пакет — форматированный блок информации, передаваемый по вычислительной сети. Соединения вычислительных сетей, которые не поддерживают пакеты, такие как традиционные соединения типа «точка-точка» в телекоммуникациях, просто передают данные.
• SMTP – сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP. Для работы через протокол SMTP клиент создаёт TCP соединение с сервером через порт. Затем клиент и SMTP сервер обмениваются информацией, пока соединение не будет закрыто или прервано. Основной процедурой в SMTP является передача почты (Mail Procedure). Далее идут процедуры форвардинга (перенаправления) почты (Mail Forwarding), проверка имён почтового ящика и вывод списков почтовых групп. Самой первой процедурой является открытие канала передачи, а последней – его закрытие.
• РОР – (Post Office Protocol) – протокол почтового офиса, почтовый протокол – интернет-протокол, позволяющий осуществлять динамический доступ в почтовый ящик сервера с рабочей станции.
• HTTP (HyperText Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста) является протоколом прикладного уровня для распределенных мультимедийных информационных систем. Это объектно–ориентированный протокол, пригодный для решения таких задач как создание серверов имен, распределенных объектно– ориентированных управляющих систем и др. Структура HTTP позволяет создавать системы, независящие от передаваемой информации.
• ECP (Encryption Control Protocol) – протокол управления шифрованием отвечает за настройку и разрешение алгоритма шифрования данных на обеих сторонах канала PPP (Point-To-Point – «точка-точка»).

Источник