Вопрос 11. Понятие архитектуры сети. Открытые системы. Уровни управления и протоколы ЛВС (представительский, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический).
Сетевая архитектура (networkarchitecture) – это комбинация топологий, методов доступа к среде передачи данных и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.
Понятие сетевой архитектуры:
Любая компьютерная сеть является одной из разновидностей распределенных открытых систем, преимуществом которых является возможность распараллеливания отдельных операций и, следовательно, возможность значительного повышения производительности и надежности всей системы в целом.
Для того чтобы любая компьютерная сеть эффективно работала, необходимо использовать одинаковую форму представления информации, передаваемой по сетевым каналам связи.
Для решения вопросов, связанных с единообразной формой представления информации была сформирована международная организация по стандартизации – ISO (Internationalstandardorganization). Эта международная организация разработала базовую модель взаимодействия открытых систем – OSI (Opensysteminterconnection). Эта модель содержит семь уровней взаимодействия.
В широком смысле открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.
Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет третьим сторонам разрабатывать для этих систем различные аппаратные или программные средства расширения и модификации, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных производителей.
В модели OSI сетевые функции распределены между семью уровнями. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы.
Прикладной уровень. Самый верхний уровень модели OSI. Он обеспечивает доступ прикладных процессов к сетевым услугам. Этот уровень обеспечивает услуги, напрямую поддерживающие приложения пользователя, такие как ПО для передачи файлов, просмотра Web-страниц, доступа к базам данных и электронная почта.
Представительский уровень. Определяет формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами. Этот уровень можно назвать переводчиком. На представительском уровне компьютера-отправителя данные, поступившие от Прикладного уровня, переводятся в общепринятый промежуточный формат. На этом же уровне компьютера-получателя происходит обратный перевод: из промежуточного формата в тот, который используется Прикладным уровнем данного компьютера.
Сеансовый уровень. Позволяет двум приложениям на разных компьютерах устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом. На этом уровне выполняются такие функции, как распознавание имен и защита, необходимые для связи двух приложений в сети. Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек. Таким образом, в случае ошибки потребуется заново передать только данные, следующие за последней контрольной точкой. Этот уровень управляет диалогом между взаимодействующими процессами, то есть регулирует, какая из сторон, когда, как долго должна осуществлять передачу.
Транспортный уровень. Гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. На этом уровне компьютера-отправителя сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на несколько пакетов, короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи пакетов по сети.
Сетевой уровень. Отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические адреса. Одним словом, исходя из конкретных сетевых условий, приоритета услуги и прочих факторов здесь определяется маршрут от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. На этом уровне решаются также такие задачи и проблемы, связанные с сетевым трафиком, как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузки.
Канальный уровень. Осуществляет передачу кадров данных от Сетевого уровня к Физическому. Кадры это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. Канальный уровень компьютера-получателя упаковывает «сырой» поток битов, поступающих от Физического уровня, в кадры данных.
Физический уровень. Самый нижний в модели OSI. Этот уровень осуществляет передачу неструктурированного потока битов по физической среде. Здесь реализуются электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем.
Вопрос 12. Системный администратор, политика сети. Сервер. Структуры построения вычислительных сетей. Понятия «Клиент-сервер», «Файл-сервер».
Систе́мныйадминистра́тор (англ. systemadministrator — дословно «администратор системы»), ИТ-администратор — сотрудник, должностные обязанности которого подразумевают обеспечение штатной работы парка компьютерной техники, сети и программного обеспечения. Зачастую системному администратору вменяется обеспечение информационной безопасности в организации.
Клиент — сервер
Архитектура или организация построения сети (в том числе локальной и распределенной — см. далее), в которой производится разделение вычислительной нагрузки между включенными в ее состав ЭВМ, выполняющими функции “клиентов” и одной мощной центральной ЭВМ — “ сервером”. В частности, процесс наблюдения за данными отделен от программ, использующих эти данные. Например, сервер может поддерживать центральную базу данных, расположенную на большом компьютере, зарезервированном для этой цели. Клиентом будет обычная программа, расположенная на любой ЭВМ, включенной в сеть, а также сама ЭВМ, которая по мере необходимости запрашивает данные с сервера. Производительность при использовании клиент—серверной архитектуры выше обычной, поскольку как клиент, так и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных. Другими достоинствами клиент—серверной архитектуры являются: большой объем памяти и ее пригодность для решения разнородных задач, возможности подключения большого количества рабочих станций, включая ПЭВМ и пассивные терминалы (см. ”Терминал ввода—вывода ”), а также установки средств защиты от несанкционированного доступа (как сети в целом, так и отдельных ее терминалов, баз данных и т. д.)
Клиентом называется программа, которая формирует запросы и принимает ответы, на данные запросы.
Сервер — это программа, которая принимает запросы от клиента и обрабатывает их. И полученный результат обработки возвращает обратно клиенту в качестве сообщения-ответа.
клиент серверная модель является основным связующим звеном в функционировании Интернета, да и всех сетевых приложений.
ФаЙл — сервер
Файл — сервер — это сервер, который предназначен для хранения и обмена файлами.
Архитектура построения ЛВС, основанная на использовании так называемого файлового сервера – относительно мощной ЭВМ, управляющей созданием, поддержкой и использованием общих информационных ресурсов локальной сети, включая доступ к ее базам данных (БД) и отдельным файлам, а также их защиту. Для поддержки и ведения больших и очень больших БД, содержащих десятки миллионов записей, используются т.н. многопроцессорные системы, способные эффективно обрабатывать значительные объемы информации и обладающие хорошим соотношением характеристик цена/производительность. В отличие от клиент—серверной архитектуры данный принцип построения сети предполагает, что включенные в нее рабочие станции являются полноценными ЭВМ с установленным на них полным объемом необходимого для независимой работы составом средств основного и прикладного программного обеспечения. Другими словами, в указанном случае отсутствуют возможности разделения вычислительной нагрузки между сервером и терминалами сети, характерные для архитектуры типа файл—сервер, и, как следствие, общие стоимостные показатели цена/производительность сети в целом могут быть ниже. Общим недостатком ранних версий разработок средств программного обеспечения отечественных АБИС являлся тот факт, что они были ориентированы только на файл—серверную архитектуру построения вычислительной сети.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Архитектуры сетей
Передающая среда является общим ресурсом для всех узлов сети. Чтобы получить возможность доступа к этому ресурсу из узла сети, необходимы специальные механизмы – методы доступа. Метод доступа к передающей среде– метод, обеспечивающий выполнение совокупности правил, по которым узлы сети получают доступ к ресурсу.
Маркерный доступ. Компьютер-абонент получает от центрального компьютера сети маркер-сигнал на право ведения передачи в течение определенного времени, после чего маркер передается другому абоненту.
При конкурентном методе доступаабонент начинает передачу данных, если обнаруживает свободную линию.
Сеть Ethernet. Схема передачи данных конкурентная, элементы сети могут быть соединены по шинной или звездной топологии с использованием витых пар, коаксиальных и волоконно-оптических кабелей. Основное преимущество – быстродействие от 10 до 100 Мб/сек.
Сеть Token Ring. Схема с маркерным доступом. Физически выполнена как звезда, но ведет себя как кольцевая. Данные передаются последовательно от станции к станции, но постоянно проходят через центральный узел. Используются витые пары и волоконно-оптические кабели. Скорость передачи 4 или 16 Мб/сек.
Сеть ARCnet. Схема с маркерным доступом, может работать как с шинной, так и звездной топологией. Совместима с витой парой, коаксиальным и волоконно-оптическим кабелем. Скорость передачи 2.5 Мб/сек.
Модель взаимосвязи открытых систем
Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем– Model of Open System Interconnections). Модель OSI была создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO (International Standards Organization).
Согласно модели OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней – до семи). Самый верхний уровень – прикладной,на этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень –физический,он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний.
Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты (правила), называемые протоколами. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов). Программы, выполняющие поддержку протоколов, также называют протоколами.
Функции, выполняемые уровнем
С помощью специальных приложений пользователь создает документ (сообщение, рисунок и т. п.).