Тема: «Компьютерные сети. Локальные и глобальные сети. Сетевые технологии.
Цель: ознакомить с понятием компьютерной сети, основными компонентами сети.
Компьютерной сетью называется совокупность соединенных через каналы связи компьютеров и периферийных устройств, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети. Ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные.
Основная задача компьютерной сети — обеспечение простого, удобного и надежного доступа к распределенным общесетевым ресурсам и организация их совместного использования при защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение удобных и надежных средств передачи данных между пользователями.
Основные компоненты сети:
Серверы — компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети.
Локальные компьютеры пользователей (рабочие станции) — компьютеры, подключенные к сети, через которые пользователи получают доступ к ее ресурсам.
• Каналы связи — линии, соединяющие компьютеры между собой.
Компьютерные сети принято классифицировать по степени территориальной распределенности. При этом различают:
региональные (или городские) сети (MAN — Metropolitan Area Network);
Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга. Как правило, они объединяют компьютеры одного или нескольких близлежащих зданий предприятия, учреждения, офиса. Главная отличительная особенность локальных сетей — единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных. Протяженность локальной сети не более 10 км (обычно она не превышает нескольких сотен метров).
Региональные сети объединяют пользователей города, области или небольшой страны. В качестве каналов связи используются обычные телефонные линии, ISDN и др. Расстояние между узлами может измеряться сотнями и даже тысячами километров.
Глобальные сети соединяют компьютеры, расположенные на любом расстоянии друг от друга (в разных странах, на разных континентах). Инфраструктура связи в них может быть очень сложной, включая радиосвязь и спутниковые каналы. Наиболее мощная из глобальных сетей — Интернет.
Основная задача, возникающая при создании компьютерных сетей — обеспечение совместимости аппаратного и информационного обеспечения (это касается как программ, так и данных). Для ее решения была разработана так называемая модель OSI (Open Systems Interconnection — модель взаимодействия открытых систем). Она является международным стандартом передачи данных через компьютерную сеть.
Согласно модели OSI, архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях, начиная с самого нижнего — физического и до самого верхнего — прикладного. Обмен данными в сетях происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний на компьютере отправителя, затем транспортировки по каналу связи и, наконец, путем обратного воспроизведения на компьютере получателя.
Для обеспечения необходимой совместимости на каждом уровне архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Протокол представляет собой совокупность правил (соглашений), в соответствии с которыми происходит передача информации через компьютерную сеть.
Имеются протоколы как аппаратного взаимодействия компонентов сети, так и взаимодействия программных средств различного уровня (программные протоколы).
Функциональные возможности компьютерных сетей определятся теми услугами, которые они предоставляют пользователю. Для реализации каждой из них необходимо соответствующее программное обеспечение. В настоящее время имеются две основные концепции построения такого ПО.
Согласно концепции файлового сервера, сетевое программное обеспечение должно быть ориентировано на предоставление всем пользователям ресурсов общедоступного центрального компьютера сети — файлового сервера (File Server). Такое программное обеспечение называется сетевой операционной системой. Ее основная часть (ядро) размещается на сервере, а на рабочих станциях устанавливается лишь небольшая оболочка, выполняющая роль интерфейса между программами на ПК пользователей и файловым сервером.
Вторая концепция базируется на так называемой архитектуре клиент — сервер. В этом случае сетевое ПО предполагает не только совместное использование ресурсов сети, но и обработку на сервере по запросам пользователей. Программное обеспечение в данном случае состоит из двух частей: сервера и клиента. Программа-клиент выполняется на локальном компьютере пользователя, она посылает запросы программе-серверу и принимает от нее требуемую информацию. Программа-сервер работает на компьютере общего доступа, производит обработку поступающих к ней запросов (возможно, сотен или тысяч одновременно) и возвращает клиенту требуемые результаты. В глобальных сетях архитектура клиент — сервер является основной.
Топология сети
Топология сети представляет собой логическую схему (конфигурацию) соединений компьютеров (узлов) сети посредством каналов связи. В локальных сетях, как правило, используется одна из следующих топологий: шинная, кольцевая или звездообразная. Другие топологии являются производными от перечисленных.
 |
Сеть шинной топологии использует один канал связи (шину), объединяющий все компьютеры сети. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только один из них, для которого предназначены эти данные, распознает и принимает их.
Характерным примером использования шинной топологии является сеть Ethernet. Шинная топология обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала связи, устойчива к неисправностям отдельных узлов, допускает быстрое подключение новых узлов.
Сеть кольцевой топологии имеет в качестве канала связи замкнутое кольцо. Такую топологию используют, в частности, сети Token Ring.
Сообщение последовательно передается по кольцу от узла к узлу в одном направлении. Необходимость ретрансляции данных приводит к снижению надежности, так как неисправность в любом из узлов сети делает ее неработоспособной.
Сеть звездообразной топологии имеет центральный узел (ЦУ) — файловый сервер, объединяющий все компьютеры.
Работоспособность сети полностью зависит от его надежности. Все данные, циркулирующие между компьютерами, проходят через ЦУ по отдельным каналам связи. Характерный пример данной топологии — Arcnet.
40 Общие сведения о сетевых технологиях. Разновидности вычислительных сетей, принцип их работы
Сеть – это совокупность объектов образуемых устройствами передачи и обработки данных.
Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации м/у связанными друг с другом.
Сеть обычно находится в частном видении пользователя, и занимают некоторую территорию, по этому признаку разделяют сеть на:
1. Локальная – вычислительная сеть (ЛВС) – расположенная в одном или нескольких близкорасположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в каких, либо организациях, поэтому их называют корпоративными.
2. Распределенные (глобальными) компьютерные сети расположены в разных городах, странах которые бывают территориальными, смешанными, в зависимости от этого их разделяют на оси. Виды: городские, региональные, национальные.
Состав сети включает следующие элементы:
2. Каналы связи (кабельная, спутниковая, телефонная, цифровые, радио)
Различают 2 понятия сети:
Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных также она выполняет задачи связанные с преобразованием данных.
Информационная сеть предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем.
Под информационной системой понимают систему, которая является поставщиком или потребителем информации
Под информационной системой понимают объект способный осуществлять хранение, обработку или передачу информации.
В состав ис входят: компьютеры, программы, пользователи, предназначенные для процесса обработки и передачи данных, также ис называют рабочей станцией.
ИС отличается от ПК наличием сетевой карты, каналов для передачи данных и сетевого программного обеспечения.
Под каналом связи понимают путь или средство, по которому определяются сигналы его еще называют физическим каналом (физический канал – это средство двусторонней передачи данных включающий канал передачи и канал приема)
Каналы связи создаются при помощи сетевого оборудования и физических средств связи построенных на основе витых пар коаксиальных кабелей кабель, оптических каналов.
Информация в сети передается блоками данных по процедурам обмена мгу объектами эти процедуры называют протоколами передачи данных.
Протокол – это совокупность правил устанавливающих формат и процедуры обмена информации двумя или несколькими устройствами.
Запрос по сети характеризуется параметром называемом трафиком.
Трафик – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ими понимают количественное измерения в выбранных тачках сети числа проходящих блоков данных и их длины выраженная в битах в сек.
Существенное влияние на характеристику сети оказывает метод доступа.
Метод доступа – это способ определения того какая из рабочих станций сможет использовать канал связи и как управлять доступом.
В сети все рабочие станции физически соединены м/у собой каналами связи, по определенной структуре называемой топологией.
Топология – это описание физических соединений сети, указывающие какие рабочие станции могут связываться м/у собой