Программная модель компьютерной сети

Программное обеспечение локальных вычислительных сетей

Дистанционное обучение:
Компьютерные сети и телекоммуникации
Модуль 1: Локальные вычислительные сети

Тема 1.1: Введение в вычислительные сети

Тема 1.2: Среда и методы передачи данных в сетях ЭВМ

Тема 1.3: Открытые системы и модель OSІ

Тема 1.4: Основы локальных сетей

Тема 1.5: Базовые технологии локальных сетей

Тема 1.6: Основные программные и аппаратные компоненты ЛВС

1.6. Основные программные и аппаратные компоненты ЛВС

1.6.3. Программное обеспечение вычислительных сетей (программные компоненты ЛВС)

Программное обеспечение вычислительных сетей состоит из трех составляющих:

• автономных операционных систем (ОС), установленных на рабочих станциях;
• сетевых операционных систем, установленных на выделенных серверах, которые являются основой любой вычислительной сети;
• сетевых приложений или сетевых служб.

Автономные ОС (программное обеспечение вычислительных сетей)

В качестве автономных ОС для рабочих станций, как правило, используются современные 32-разрядные операционные системы – Windows 95/98, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA, Windows 7 (Seven), Windows 8, Windows 8.1, Windows 10.

Сетевые ОС (программное обеспечение вычислительных сетей)

В качестве сетевых ОС в вычислительных сетях применяются:

1. ОС Unix.
2. ОС NetWare фирмы Novell.
3. Сетевые ОС фирмы Microsoft (ОС Windows NT, Microsoft Windows 2000 Server, Windows Server 2003, Windows Server 2008).

Сетевые операционные системы необходимы для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Они организуют коллективный доступ ко всем ресурсам сети.

Получение доступа к ресурсам локальных вычислительных сетей предусматривает выполнение трех процедур: идентификация, аутентификация и авторизация:

1. Идентификация — присвоение пользователю уникального имени или кода (идентификатора).
2. Аутентификация — установление подлинности пользователя, представившего идентификатор. Наиболее распространенным способом аутентификации является присвоение пользователю пароля и хранение его в компьютере.
3. Авторизация — проверка полномочий или проверка права пользователя на доступ к конкретным ресурсам и выполнение определенных операций над ними. Авторизация проводится с целью разграничения прав доступа к сетевым и компьютерным ресурсам.

Средства аутентификации, авторизации и идентификации предназначены для управления информационной безопасностью вычислительных сетей.

В большинстве сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов (TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI):

1. TCP/IP — эти протоколы были разработаны для сети Министерства обороны США ARPAnet, они поддерживаются сетевыми операционными системами Unix, Windows и т.д. Протоколы TCP/IP — это базовые протоколы сети Интернет.
2. IPX/SPX — протоколы, разработанные фирмой Novell, поддерживаются операционной системой NetWare разработанной также фирмой Novell, Windows и др. Novell была одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС. Основным элементом локальной сети Novell NetWare является файловый сервер. На нем размещается сетевая операционная система, база данных и прикладные программы пользователей. В настоящее время наиболее распространенными являются локальные сети на базе сетевых плат Ethernet с операционной системой Novell NetWare.
3. NetBEUI — разработчик этого протокола фирма IBM. Протокол предназначен для небольших локальных вычислительных сетей, в нем отсутствует маршрутизация, его поддерживают операционные системы фирм IBM и Microsoft.

Сетевые приложения (программное обеспечение вычислительных сетей)

Для пользователей локальных вычислительных сетей большой интерес представляет набор сетевых служб, с помощью которых он получает возможность просмотреть список имеющихся в сети компьютеров, прочесть удаленный файл, распечатать документ на принтере, установленном на другом компьютере в сети или послать почтовое сообщение.

Реализация сетевых служб осуществляется программным обеспечением (программными средствами). Файловая служба и служба печати предоставляются операционными системами, а остальные службы обеспечиваются сетевыми прикладными программами или приложениями. К традиционным сетевым службам относятся: Telnet, FTP, HTTP, SMTP, POP-3.

Служба Telnet позволяет организовывать подключения пользователей к серверу по протоколу Telnet.

Служба FTP обеспечивает пересылку файлов с Web-серверов. Эта служба обеспечивается Web-обозревателями (Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др.)

HTTP — служба, предназначенная для просмотра Web-страниц (Web-сайтов), обеспечивается сетевыми прикладными программами: Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др.

SMTP, POP-3 — службы входящей и исходящей электронной почты. Реализуются почтовыми прикладными программами: Outlook Express, The Bat и др.

Copyright

• © Обучение в интернет, . Ткаченко В.А. Обратная связь

Поделись с друзьями

Условия использования материалов

• Перепечатка материалов сайта разрешена только с обязательным указанием активной и индексируемой поисковыми системами гиперссылки http://www.lessons-tva.info/

Источник

Программное обеспечение компьютерных сетей

Программное обеспечение (ПО) компьютерных сетей отличается большим многообразием как по своему составу, так и по выполняемым функциям. Оно автоматизирует процессы программирования задач обработки информации, осуществляет планирование и организацию коллективного доступа к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей и т.д.

Сетевые архитектуры компьютерных сетей

Компьютерные сети имеют сложную структуру из-за больших различий между компьютерными системами (техническое и программное обеспечение для ЭВМ, работающих в сети, разработаны различными организациями и часто бывают несовместимыми).

Решение задачи совместимости приводит к базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем – OSI (Open System Interconnection – связь открытых сетей).

Модель OSI представляет собой общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов. Модель OSI служит базой для производителей сетевого оборудования.

Модель OSI создана Международной организацией по стандартизации (ISO). Эта модель разделяет сетевые коммуникации на отдельные уровни, облегчающие разработку и внедрение сетей, а также служит базисом при разработке совместимого сетевого оборудования.

Она выполняет координирующие действия в области:

• взаимодействия прикладных процессов;
• форм представления данных;
• единообразного хранения данных;
• управления сетевыми ресурсами;
• безопасности данных и защиты информации;
• диагностики программ и технических средств.

Топология компьютерных сетей

Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина каналов. С точки зрения физического расположения функциональных компонентов сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи можно выделить четыре базовые топологии: “общая шина”, “звезда»”, “кольцо” и “ячеистая (сотовая)”.

Сеть топологии общей шины

Сеть топологии общей шины(моноканальная сеть) – сеть, ядром которой является моноканал. Моноканальная сеть образуется подключением группы абонентских систем к моноканалу. К числу моноканальных сетей относятся сеть Ethernet, сеть Fast Ethernet, сеть ARCNet. Шинная топология обладает следующими преимуществами:

• она надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна;
• шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений;
• шинную топологию легко расширить;
• достоинством такой топологии является меньшая протяженность кабелей и более высокая надежность, так как выход из строя одного узла не нарушает работоспособности сети в целом.

Недостатки состоят в следующем:

• обрыв основного кабеля приводит к выходу всей сети из строя;
• интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой сети;
• слабая защищенность информации в системе на физическом уровне, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом компьютере, входящем в сеть.

Преимущества сети звездообразной топологии:

• такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части;
• центральный концентратор звездообразной топологии удобно использовать для диагностики сети;
• отказ одного компьютера не всегда приводит к остановке всей сети;
• в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей.

Рис.14.3. Схема сети с топологией шины

Источник

Многослойная модель сети

Даже поверхностно рассматривая работу сети, можно заключить, что вычислительная сеть — это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы отдельных ее элементов, таких как:

• компьютеры;
• коммуникационное оборудование;
• операционные системы;
• сетевые приложения.

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время в сетях успешно применяются компьютеры различных классов — от персональных компьютеров до мэйнфреймов и супер-ЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору решаемых сетью задач. Второй слой — это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением, как по влиянию на характеристики сети, так и по стоимости. Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количеством протоколов, используемых как в локальных, так и в глобальных сетях. Рис. 15.3 Многослойная модель сети. Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы (ОС). От того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работы всей сети. При проектировании сети важно учитывать, насколько легко данная операционная система может взаимодействовать с другими ОС сети, какой она обеспечивает уровень безопасности и защищенности данных, до какой степени позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа и многие другие соображения. Самый верхний слой сетевых средств образуют различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и т.д. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами. Вычислительная сеть — это многослойный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов: компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем, сетевых приложений.

Функциональные роли компьютеров в сети

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, они могут выступать в трех разных ролях: Рис.15.4 Компьютер, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, играет роль выделенного сервера сети. Рис. 15.5 Компьютер, обращающийся с запросами к ресурсам другой машины, играет роль узла-клиента. Рис. 15.6 Компьютер, совмещающий функции клиента и сервера, является одноранговым узлом. Очевидно, что сеть не может состоять только из клиентских или только из серверных узлов. Сеть может быть построена по одной из трех схем:

• сеть на основе одноранговых узлов—одноранговая сеть;
• сеть на основе клиентов и серверов — сеть с выделенными серверами;
• сеть, включающая узлы всех типов — гибридная сеть.

Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки, определяющие их области применения.

Источник