|
Читайте также: |
Узлы сети бывают трёх типов:
· оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;
· промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;
· смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.
Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами. Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.
| Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик. |
Наиболее распространённые архитектуры:
· Ethernet (англ. ether — эфир) — широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология — линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.
· Arcnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединённых ресурсов) — широковещательная сеть. Физическая топология — дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.
· Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) — кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов — маркера — из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.
· FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи — 100 Мбит/сек. Топология — двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети — 1000. Очень высокая стоимость оборудования.
· АТМ (Asynchronous Transfer Mode) — перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические.
Локальные сети объединяют группу ПК или связывают их с более мощным компьютером. Все ПК в локальной сети могут использовать специализированные приложения, хранящиеся на сетевом сервере и работать с общими устройствами: принтерами, факсами и другой периферией. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией, или сетевым узлом.
В зависимости от способа организации обработки данных и взаимодействия пользователей, который поддерживается конкретной сетевой операционной системой, выделяют два типа информационных сетей: иерархические сети и сети клиент/сервер.
В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер. Пользователь взаимодействует с центральным компьютером с помощью терминала. Операциями ввода/вывода информации на экран управляет центральный компьютер.
Достоинства иерархических систем:
Ú Отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;
Ú Надежная система защиты информации и обеспечение секретности.
Недостатки:
Ú Высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения, высокие эксплуатационные расходы;
Ú Быстродействие и надежность сети зависят от центрального компьютера.
По организации взаимодействия, принято выделять два типа систем, использующих модель клиент/сервер: равноправная (одноранговая) сеть и сеть с выделенным сервером (с централизованным управлением).
Равноправная сеть – это сеть, в которой нет общего центра управления взаимодействием рабочих станций и единого устройства хранения данных. Операционная система такой сети распределена по всем рабочим станциям, поэтому каждая рабочая станция одновременно может выполнять функции как сервера, так и клиента. Пользователю в такой сети доступны все устройства (принтеры, жесткие диски и т. п.), подключенные к другим рабочим станциям.
Достоинства: низкая стоимость (используются все компьютеры, подключенные к сети, и умеренные цены на ПО для работы в сети); высокая надежность (при выходе из строя одной рабочей станции доступ прекращается лишь к некоторой части информации).
Недостатки: работа сети эффективна только при количестве одновременно работающих станций не более 10; трудности организации эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечения секретности информации; трудности обновления и изменения ПО рабочих станций.
Сеть с выделенным сервером – это сеть, в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг – сервер сети. На таком компьютере выполняется операционная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т. п.) подключаются к нему, он обеспечивает хранение данных, печать заданий, удаленную обработку заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэтому логическую организацию такой сети обычно можно представить топологией «звезда», где центральное устройство – сервер.
Достоинства: высокая скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, кроме того на с6рвере устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступающих одновременно от нескольких пользователей); обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности; проще в управлении по сравнению с равноправными.
Недостатки: такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер; обладает меньшей гибкостью по сравнению с равноправной.
Сети с выделенным сервером являются более распространенными.
Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью. Этот сервер содержит ядро сетевой операционной системы, под управлением которой осуществляется работа всей локальной сети. Сетевой сервер обладает достаточно высоким быстродействием и большим объемом памяти. При подобной сетевой организации функции рабочих станций сводятся к вводу-выводу информации и обмену ею с сетевым сервером.
Поскольку основное назначение ЛВС – в распределении ресурсов ПК, ЛВС должна иметь надежную и быструю систему передачи данных, стоимость которой должна быть меньше по сравнению со стоимостью подключаемых рабочих станций. Иными словами, стоимость передаваемой единицы информации должна быть значительно ниже стоимости обработки информации в рабочих станциях. Исходя из этого ЛВС, как система распределения ресурсов, должна основываться на следующих принципах:
Ú Единая передающая среда;
Ú Единый метод управления;
Ú Единый протокол;
Ú Гибкая модульная организация;
Ú Информационная и программная совместимость.
Любая компьютерная сеть характеризуется топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.
Топология компьютерной сети отражает структуру связей между ее функциональными элементами. Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Ú Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Ú Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Ú Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Ú Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
Ú Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Сетевые технические средства – устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть. Технические средства ЛС включают в себя следующие функциональные группы оборудования:
Ú Средства линии передачи данных (кабель, витая пара, оптоволокно и пр.) – реализует перенос сигнала;
Ú Средства увеличения дистанции передачи данных – репитеры (усилители), модемы и пр. (осуществляют усиление сигналов или преобразования в форму, удобную для дальнейшей передачи);
Ú Средства повышения емкости линий передачи (мультиплексирования) – позволяют реализовать несколько логических каналов в рамках одного физического соединения путем разделения частот передачи, чередования пакетов во времени и т. д.;
Ú Средства управления информационными потоками в сети (коммутации каналов, коммутации пакетов, разветвления линии передачи) – осуществляют адресацию сообщений;
Ú Средства соединения линий передачи с сетевым оборудованием узлов (сетевые платы, адаптеры) – реализуют ввод-вывод данных с оконечного оборудования в сеть.
Ú Сетевые программные средства – осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователями.
Протоколы – представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети.
Интерфейс ы – средства сопряжения функциональных элементов сети. Следует обратить внимание, что в качестве функциональных элементов могут выступать как отдельные устройства, так и программные модули. Различают аппаратные и программные интерфейсы.
· Мост (англ. Bridge) — связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Кроме этого, мосты могут фильтровать пакеты, охраняя всю сеть от локальных потоков данных и пропуская наружу только те данные, которые предназначены для других сегментов сети.
· Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета.
Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.
· Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) — это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.
· Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компьютерам.
Существует два подхода к организации сетевого программного обеспечения:
В сетях с централизованным управлением выделяются одна или несколько машин, управляющих обменом данными по сети. На сервере работает специальная сетевая ОС. Обычно это мультизадачная ОС, использующая защищенный режим работы процессора. Остальные компьютеры являются рабочими станциями, имеющими доступ к дискам файл-сервера и совместно используемым ресурсам;
В одноранговых сетях не содержится выделенных серверов. Функции управления сетью передаются по очереди от одной рабочей станции к другой.
Операционная система Windows 2000 Professional позволяет сформировать сеть, объединяющую настольные системы без посредничества сервера.
Windows XP – средства домашних и малых офисных сетей.
Контрольные вопросы:
Список терминов:
Адаптер сетевой – устройство, реализующее связь компьютера с сетевым кабелем.
Администратор системы (System Administrator) – лицо (группа, подразделение), ответственное за поддержание системы в работоспособном состоянии.
Драйвер (Driver) – резидентный программный модуль, осуществляющий управление внешним устройством и связь с операционной системой и прикладными программами.
Интерфейс (Interface) – совокупность технических и программных средств визуализации информации и ввода данных, обеспечивающее интерактивное взаимодействие пользователя с системой.
Информационная сеть (Information Network) – совокупность средств хранения и обработки информации, объединяемых каналами передачи данных.
Клиент-сервер архитектура – распределенная обработка запросов в сети, реализуемая на двух взаимодействующих программно-технических комплексах (клиент и сервер).
Протокол коммуникации – это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных.
Протоколы коммуникации предполагают разбить весь объем передаваемых данных на пакеты – отдельные блоки фиксированного размера. Пакеты нумеруются, чтобы их затем можно было собрать в нужной последовательности. К данным, содержащимся в пакете, добавляется дополнительная информация примерно такого формата:
| Адрес получателя | Адрес отправителя | Длина | Данные | Поле контрольной суммы |
Контрольная сумма данных пакета содержит информацию, необходимую для контроля ошибок. Первый раз она вычисляется передающим компьютером, второй раз – принимающим компьютером Если значения не совпадают, это означает, что данные пакета были повреждены при передаче.
Протокол IP – базовый протокол Интернет, реализующий передачу пакетов в соответствии с таблицей маршрутов.
Протокол TCP – протокол транспортный с гарантированной доставкой путем установления соединения в виде байтовых потоков.
Корпоративная сеть – сеть ТСР/IP, подключенная к интернет, но оснащенная дополнительной специальной защитой (firewall) или другими средствами в пределах организации..
Модем – устройство преобразования цифровой информации в аналоговую и обратно посредством модуляции/демодуляции несущей частоты для передачи данных по телефонным линиям.
Сеть локальная (LAN) – оборудование и программное обеспечение, предназначенные для совместного использования локальных ресурсов ЭВМ.
Терминал – терминальное устройство – сочетание устройств ввода и вывода данных в ЭВМ.
Формат данных – стандартизированное представление порции данных для хранения, передачи, отображения.
Сервер (Server) – комплекс программно-технических средств, реализующих обслуживание запросов в системе «клиент – сервер»
Сервер файловый (File Server) – выделенная машина с установленным программным обеспечением, поддерживающим общие информационные ресурсы в локальной сети.
Н. В. Максимов, И. И. Попов Компьютерные сети стр 138-218
Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 261 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Требования к отчету по лабораторной работе №4. | | | ФОРМА ЛОКАЛЬНОГО НОРМАТИВНОГО АКТА |