1.1 Основные понятия компьютерных сетей
«Компьютерная сеть» (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.
По назначению компьютерные сети распределяются на [16]:
Вычислительные сети предназначены главным образом для решения заданий пользователей с обменом данными между их абонентами. Информационные сети ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям. Смешанные сети совмещают функции первых двух.
Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки. Наиболее распространенная классификации компьютерных сетей представлена далее.
По территориальной распространенности компьютерные сети делятся на:
- CAN (Controller Area Network — сеть контроллеров) — стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков.
- LAN (Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
- MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.
- WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.
- PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
По типу функционального взаимодействия сети бывают:
По типу используемой сетевой топологии компьютерные сети могут быть объединены в шину, кольцо, двойное кольцо, звезду, дерево.
По типу среды передачи принято выделять проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель) и беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне) сети.
По функциональному назначению выделяют сети хранения данных, серверные фермы, сети управления процессом, сети soho и домовые сети.
Отдельными признаками классификации компьютерных сетей могут выступать — скорость передачи данных в сетям и поддерживаемая операционная система.
1.2 Классы информационных сетей как открытых информационных систем
Под «информационной сетью» будем понимать сеть, предназначенную для обработки, хранения и передачи данных [16, 32].
Информационная сеть состоит из:
Под «коммуникационной сетью» принято понимать систему физических каналов связи и коммутационного оборудования, реализующая тот или иной низкоуровневый протокол передачи данных. По типу переносимого сигнала выделяют цифровые и аналоговые сети. Назначением коммуникационных сетей является передача данных с минимальным количеством ошибок и искажений.
Коммуникационная сеть может обеспечивать выполнение задач, связанных с преобразованием данных (сборкой символов в пакеты, обеспечение достоверности передачи и т.д.).
Как отмечалось ранее, на основе коммуникационной сети может строиться информационная сеть, к примеру — на основе сетей Ethernet как правило строятся сети TCP/IP, которые в свою очередь образуют глобальную сеть Интернет.
На базе коммуникационной сети может быть построена не одна, а группа информационных сетей.
В зависимости от расстояния между абонентскими системами, информационные сети подразделяются на следующие классы: глобальные, территориальные и локальные информационные сети. Различают универсальные и специализированные информационные сети.
Информационные сети, принадлежащие государству, называют общественными сетями. Информационные сети, созданные концернами, объединениями, фирмами, именуются частными сетями.
Еще одним популярным способом классификации информационных сетей является их классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. Различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети:
1. Сети отделов — это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более тридцати пользователей. Сети отделов обычно не разделяются на подсети.
2. Сети кампусов. Сети кампусов получили свое название от английского слова campus — студенческий городок. Сети этого типа объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающей площадь в несколько квадратных километров. При этом глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В результате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов.
3. Корпоративные сети. Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия. Сети масштаба предприятия (корпоративные сети) объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов — сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что становится необходимым использование глобальных связей. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь.
Словарь терминов по вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям
Бит (bit) — самая маленькая единица измерения данных. Бит может иметь одно из двух значений: либо 0, либо 1.
Веб-сервер — компьютер и программное обеспечение, реализующее серверную часть протокола HTTP. Используется в для размещения вебсайтов. Наиболее известные представители: Apache, Microsoft IIS.
Веб-сайт — один или несколько HTML-документов, объединенных общим адресом в сети.
Вычислительная система — совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов.
Доменная система имен (Domain Name System, DNS) — система, которая переводит в цифровую форму текстовые сетевые адреса пользователей Internet Такие адреса содержат специальный код — так называемый домен, который показывает, к какой локальной сети подключен пользователь.
Клиент — активная часть системы, обращающаяся с запросами к серверу.
Клиент-сервер — способ использования ресурсов компьютерной сети, при котором нагрузка распределяется между клиентом, обычно отвечающим за взаимодействие с пользователем и сервером, отвечающим за хранение и обработку данных.
Кэш — относительно небольшая, но быстрая память, используемая для ускорения доступа к основной памяти — большого объема, но медленной.
Модем — устройство, которое позволяет компьютеру выходить в Internet и обмениваться данными с другими компьютерами при помощи телефонных линий.
Интернет — всемирная «сеть сетей» на основе протокола TCP/IP, являющаяся транспортной основой для WWW, E-mail, передачи файлов и других сервисов.
Интерфейс — совокупность средств сопряжения и связи, обеспечивающая эффективное взаимодействие систем или их частей.
Интранет — сеть, построенная на технологиях Интернет, но ограниченная рамками организации и обслуживающая ее внутренние потребности.
Информатика — наука, изучающая свойства, структуру и фукнкции информационных систем, основы их проектирования, создания, использования и оценки, а также информационные процессы, в них происходящие.
Информационная технология — система процедур преобразования информации с целью формирования, организации, обработки, распространения и использования информации.
Информационно-вычислительная сеть — система компьютеров, объединенных каналами передачи данных.
Информационные системы — системы, которые организуют, хранят и преобразуют информацию.
Оперативная память — быстрое запоминающее устройство, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Протокол передачи данных TCP/IP — «общий язык», который понимают все компьютеры, подключенные к Internet. Включает протоколы IP (Internet Protocol), задача которого — правильно адресовать пакеты данных, и TCP (Transmission Control Protocol), используемый для «раскладки» данных в такие пакеты. Когда они доходят до получателя, протокол TCP вновь собирает из них сообщение.
Процессор — центральное устройство компьютера, производящее обработку информации в двоичном коде.
Сервер — поставщик ресурсов, пассивная часть системы, активизирующаяся по получению запроса от других частей системы.
Система счисления — способ записи числа при помощи символов.
Системная (материнская) плата — важнейшая часть компьютера, содержащая его основные электронные компоненты, с помощью которой осуществляется взаимодействие между большинством устройств машины.
Точка доступа — точка выхода во всемирную сеть, которую предоставляют своим клиентам Internet-провайдеры.
Шина — коммуникационная магистраль для обмена информацией между устройствами ПК: памятью, процессором, дисковыми накопителями, адаптерами.
Электронная вычислительная машина (ЭВМ), компьютер — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и иинформационных задач.
WWW (World-Wide Web) — глобально распределенный информационный ресурс: HTML-документы, которые связанны друг с другом ссылками, размещенны на веб-серверах и подключенны к сети Интернет. Доступ пользователей к WWW осуществляется через web-browser.