Введение. Информационные сети

Информационные сети

Курс лекций

Специальность 071900

“Информационные системы

и технологии”

Киров 2005

УДК 621.39

Составитель:	кандидат технических наук, доцент В.В.Куклин

Авторская редакция

610000, г. Киров, ул. Московская, 36

ã Вятский государственный университет, 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................................................................. 7

1. Основные понятия информационных сетей............................... 8

Сообщения................................................................................................................... 8

Объект........................................................................................................................... 9

Пользователь............................................................................................................... 9

Рабочая группа.................................................... Ошибка! Закладка не определена.

Абонент......................................................................................................................... 9

2. Классы информационных сетей как открытых информационных систем................................................................................................. 10

Система....................................................................................................................... 10

Типы и виды систем................................................................................................ 10

Открытая система.................................................................................................... 10

Сеть............................................................................................................................. 11

Классификация сетей............................................................................................... 11

3. Модели и структуры информационных сетей.......................... 14

Локальная сеть (ЛВС)............................................................................................. 14

Территориальная сеть............................................................................................. 16

Классификация территориальных сетей............................................................. 16

Глобальная сеть........................................................................................................ 16

4. топология и виды информационных сетей............................... 18

Топология сетей........................................................................................................ 18

Виртуальная сеть..................................................................................................... 17

5. Информационные ресурсы сетей................................................. 21

Информационное хранилище................................................................................. 22

Информационно-поисковая система..................................................................... 22

Базы знаний............................................................................................................... 23

Электронная библиотека........................................................................................ 23

Электронная биржа.................................................................................................. 23

Информационный киоск......................................................................................... 23

Видеотекст.................................................................................................................. 24

Телетекст.................................................................................................................... 24

Факсимильная связь............................................................................................... 24

6. Теоретические основы современных информационных сетей. Теория очередей............................................................................................... 25

Пуассоновский процесс............................................................................................ 26

Система обслуживания М/М/1............................................................................... 28

7. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (БЭМВОС)........................................................................................... 32

Передача данных между уровнями МВОС......................................................... 37

Соединения................................................................................................................ 38

Физические средства соединений.......................................................................... 39

Порт............................................................................................................................. 39

Канал........................................................................................................................... 39

8. Компоненты информационной сети.......................................... 41

Абонентская система............................................................................................... 41

Ретрансляционная система..................................................................................... 42

Ретрансляционные системы, осуществляющие коммутацию и маршрутизацию:................... 44

Ретрансляционные системы, преобразующие протоколы.............................................................. 45

Административные системы................................................................................. 47

Управление конфигурацией сети и именованием...................................................................... 48

Обработка ошибок................................................................................................................................... 49

Анализ производительности и надежности.................................................................................... 49

Управление безопасностью................................................................................................................... 50

Учет работы сети....................................................................................................................................... 50

9. Коммуникационная сеть.............................................................. 51

Универсальный интерфейс коммуникационной сети....................................... 54

10. Моноканальные подсети и моноканал..................................... 56

Моноканальная сеть................................................................................................ 57

Множественный доступ........................................................................................... 63

Множественный доступ с разделением времени (Time Division Multiple Access (TDMA))..... 63

Множественный доступ с передачей полномочия (Token Passing Multiple Access (TPMA)). 64

Множественный доступ с контролем передачи и обнаружением столкновений (CSMA/CD) 66

Множественный доступ с разделением частоты (Frequency Division Multiple Access (FDMA)) 67

11. Циклические подсети.................................................................. 68

Циклическое кольцо................................................................................................ 68

Типы локальных сетей по методам передачи информации............................. 73

Метод доступа Ethernet........................................................................................................................... 73

Метод доступа Token Ring...................................................................................................................... 73

Метод доступа ArcNet.............................................................................................................................. 74

12. Узловые подсети........................................................................... 75

Сеть с маршрутизацией данных............................................................................ 75

Классификация сетей с маршрутизацией данных Ошибка! Закладка не определена.

13. Методы маршрутизации информационных потоков............ 77

RIP (Метод рельефов).............................................................................................. 79

Метод OSPF............................................................................................................... 80

14. Методы коммутации информации........................................... 84

Коммутация............................................................................................................... 84

Коммутация Каналов (КК)..................................................................................... 85

Коммутация Пакетов (КП)..................................................................................... 87

Коммутация сообщений.......................................................................................... 89

Смешанная коммутация......................................................................................... 89

Ретрансляция кадров и ячеек................................................................................ 91

Ретрансляция кадров............................................................................................... 91

Ретрансляция ячеек................................................................................................. 92

Баньяновая сеть....................................................................................................... 93

Матричный коммутатор......................................................................................... 94

15. Протокольные реализации......................................................... 95

Протокол.................................................................................................................... 95

Стандарты протоколов физического уровня...................................................... 98

Стандарты протоколов канального уровня....................................................... 98

Стандарты протоколов сетевого уровня............................................................. 99

Протоколы транспортного уровня....................................................................... 99

Протоколы верхних уровней................................................................................ 100

Протокол IPX/SPX.................................................................................................. 101

Протокол управления передачей/межсетевой протокол................................ 101

16. Сетевые службы......................................................................... 103

Сетевая служба DS*............................................................................................... 104

Сетевая служба EDI............................................................................................... 104

Сетевая служба FTAM.......................................................................................... 105

Сетевая служба JTM.............................................................................................. 105

Сетевая служба MHS/MOTIS............................................................................... 106

Сетевая служба NMS............................................................................................. 107

Сетевая служба ODA............................................................................................. 108

Сетевая служба VT................................................................................................ 109

17. Модель распределённой обработки информации.................. 110

Технологии распределенных вычислений......................................................... 114

Распределенная среда обработки данных.......................................................... 115

18. Безопасность информации....................................................... 117

Технические аспекты информационной безопасности.................................... 120

Криптографические методы и средства защиты............................................................................. 120

Методы и средства аутентификации пользователей и сообщения............................................ 122

Методы и средства управления доступом к информационным и вычислительным ресурсам 124

19. Базовые функциональные профили......................................... 127

Функциональный профиль.................................................................................. 127

Базовый функциональный профиль.................................................................. 130

Коллапсный функциональный профиль........................................................... 130

20. Полные функциональные профили.......................................... 132

Открытая сетевая архитектура........................................................................... 132

21. Методы оценки эффективности информационных сетей. 134

Эффективность информационной сети.............................................................. 134

Показатели целевой эффективности информационной сети......................... 135

Показатели технической эффективности информационной сети................. 137

Показатели экономической эффективности информационной сети............ 139

Методы оценки эффективности информационных сетей............................... 140

22. Сетевые программные и технические средства информационных сетей............................................................................................................ 142

Сетевые операционные системы......................................................................... 142

Требования к сетевым операционным системам............................................ 142

Сети с централизованным управлением........................................................... 143

Сети с децентрализованным управлением или одноранговые сети............ 145

Прикладные программы сети.............................................................................. 145

Специализированные программные средства................................................. 146

Техническое обеспечение....................................................................................... 147

1. Средства коммуникаций..................................................................................................................... 147

2. Сетевые адаптеры................................................................................................................................ 148

3. Концентратор (Hub)............................................................................................................................ 149

4. Приемопередатчики (transceiver) и повторители (repeater)...................................................... 149

5. Коммутаторы (switch), мосты (bridge) и шлюзы (gateway)........................................................ 149

6. Маршрутизаторы................................................................................................................................. 150

7. Коммутаторы верхних уровней....................................................................................................... 151

8. Модемы и факс-модемы (fax-modem)............................................................................................ 153

9. Анализаторы ЛВС................................................................................................................................ 153

10. Сетевые тестеры................................................................................................................................. 153

Терминальное оборудование................................................................................ 153

23. Некоторые типы современных сетей..................................... 155

1. Сети X.25.............................................................................................................. 155

2. Сети Frame Relay................................................................................................ 156

3. Сети, основанные на технологии ATM.......................................................... 157

Введение

Исторический ход создания и развития вычислительной техники можно условно разделить на три этапа, каждый из которых занимал 10-12 лет. Первый этап (50-е гг.) считается этапом "больших вычислительных машин" типа БЭСМ-2, -4 и 6; ЭВМ М-20, Урал-1, -4, -14, -16; ЕС1060, ЕС1061, ЕС1066. Этими машинами оснащались вычислительные центры крупных городов. Второй (60-е гг.) этап — "средних вычислительных машин" типа СМ 1, СМ 2 и т.д., ими оснащались вычислительные центры в городах, районах, отраслях и крупных организациях. Однако производство даже достаточно большого количества вычислительных машин этого типа не могло удовлетворить всех потребителей, так как объем памяти машин составлял всего лишь несколько сотен килобайт, а для их установки и монтажа требовались значительные площади.

В начале 70-х гг. начался третий этап — "малых персональных вычислительных машин (ПЭВМ)". Стремительный рост количества ПЭВМ и возрастающий объем памяти, исчисляемый мега- и гигабайтами, привели в конце 70-х гг. к массовой разработке сетевых технологий, так как у пользователей возникла настоятельная потребность в обмене информацией на локальном, региональном, национальном и международном уровне.

Исторически складывалось так, что каждая страна и даже фирма развивали свою собственную сетевую концепцию. К концу 70-х гг. из-за отсутствия взаимодействия и совместимости между различными машинами стали возникать острые проблемы в коммуникационной сфере. Пользователи были "замкнуты" на конкретные решения поставщиков, стоимость разработки собственного программного обеспечения была очень высокой, небольшие фирмы не могли конкурировать на всемирном рынке изделий и т.п. Для обеспечения взаимодействия между любыми двумя машинами в 70-х гг. необходимо было разрабатывать специальные интерфейсы; с ростом числа машин количество необходимых интерфейсов возрастало до неприемлемо высокого уровня.

Решение этой проблемы было найдено на пути построения сети с использованием открытых информационных систем.

Основные понятия информационных сетей

Информация – совокупность фактов, явлений, событий, представляющих интерес и подлежащих регистрации и обработке.

В рассматриваемом примере всегда существует два партнёра: источник и потребитель информации. Во взаимодействии между ними рождается информация. В зависимости от области знаний различают:

научную;

пакетную;

техническую и другие виды информации.

Информация, представленная в виде, удобном для обработки, называется данными.

Важное значение имеет многомерное представление данных – технология представления данных для оперативной аналитической обработки. Для этой цели используются многомерные БД. Благодаря этому происходит быстрый ответ на сложный запрос, включающий множество элементов различного типа.

Формат – определённая структура информационного объекта, подвергаемого обработке. Он определяет способ расположения и представления данных в разнообразных объектах: таблицах, БД, принтерах, блоках данных и т.д.

Существует несколько форм представления информации:

· символьная;

· текстовая (используются образующие текст символы, но расположенные в определённом порядке);

· графическая.

Дата добавления: 2015-08-13