Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров. Что называется компьютерной сетью? Глобальная компьютерная сеть - это

Существует множество задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных, передаче данных на расстояние и их распределенной обработке. Примерами являются: банковские и другие финансовые структуры; коммерческие системы, отражающие состояние рынка («спрос-предложение»); системы социального обеспечения; налоговые службы; дистанционное компьютерное обучение; системы резервирования авиабилетов; дистанционная медицинская диагностика; избирательные системы.

Многие сети разрешают совместно использовать дисковое пространство машин, печатающие и иные дорогостоящие устройства. Серверные машины, предоставляющие такого рода доступ, называются файловыми серверами (от английского слова server обслуживающее устройство) и серверами печати;

Некоторые сети предоставляют доступ к вычислительным ресурсам других машин, играющих роль серверов приложений. В частности, на машинах-серверах возможен запуск программ. Особенно важен такой вид доступа для научных расчетов, когда проведение вычислений требует значительных мощностей центрального процессора, больших объемов оперативной памяти и дискового пространства.

Для того чтобы машины могли обмениваться информацией и работать в составе сети, необходимо обеспечить три основных условия организации вычислительной сети. 1. Машины должны быть соединены каналами связи и иметь устройства сопряжена передающей физической средой. В качестве канала связи (физического соединения) используют телефонные линии, электрические провода, оптоволоконные кабели, радиосвязь, спутниковую связь.

По электрическим кабелям передача данных осуществляется при помощи электрических импульсов. Оптические каналы связи базируются на световодах, сигнал генерируется с помощью лазеров. Радиоканалы действуют по тому же принципу, что и радио, и телевидение. В последнее время все большее применение находят оптоволоконные кабели, которые имеют небольшую массу и способны передавать информацию со скоростью свыше 1 тыс. Мбит/с.

Устройством сопряжения для ЭВМ служит, как правило, сетевая карта или модем. Оба устройства нужны для принятия информации из физического канала и преобразования ее в вид, понятный для ЭВМ, т. е. в двоично-цифровой. Модем применяется для сопряжения ЭВМ с телефонными линиями. Дело в том, что компьютер использует цифровые сигналы, а телефонные линии аналоговые.

2. Необходимо договориться о правилах передачи информации по сети протоколах. Сетевой протокол это совокупность правил, определяющих формат и процедуры обмена информацией между машинами. Примерами часто используемых в настоящее время протоколов могут служить IPX/SPX, TCP/IP, NetBEUI. Наибольшей популярностью пользуется семейство протоколов TCP/IP (Transfer Control/Internet Protocol).

3. Должно быть установлено и настроено соответствующее программное обеспечение, которое будет поддерживать принятые протоколы и устройства сопряжения. Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента: общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети; специальное программное обеспечение, установленное на ЭВМ и отражающее специфику предметной области пользователей; системное сетевое программное обеспечение, представляющее собой комплекс программ, обеспечивающих функционирование вычислительной сети.

По типу организации передачи данных различают сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. При коммутации пакетов перед началом передачи сообщение разбивается на короткие пакеты фиксированной длины, которые затем передаются по сети. В пункте назначения эти пакеты вновь объединяются в первоначальное сообщение. Простейший пример линии с коммутацией пакетов это обычная почта.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) являются сетями масштаба предприятия, организации и могут содержать десятки, сотни или тысячи узлов. В локальную сеть обычно объединяют компьютеры, периферийные устройства и небольшие локальные сети, расположенные на небольших расстояниях друг от друга. Первоочередной задачей таких сетей является предоставление средств для разделения ресурсов между машинами. Примеры локальных сетей компьютерная сеть в классе, школе, поликлинике, офисе, банке и т. п.

Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одного или нескольких близ лежащих зданий одного предприятия, учреждения. Локальные сети получили очень широкое распространение, так как 80 – 90% информации циркулирует вблизи мест ее появления и только 10 – 20% связано с внешними взаимодействиями. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. Единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных главная отличительная особенность локальной сети.

Локальные сети ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций. Сервер компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Сервер является источником ресурсов сети. Рабочая станция компьютер, подключенный к сети, через него пользователь получает доступ к ресурсам сети.

Сеть с выделенным сервером в такой сети есть сервер, он выполняет функции хранения данных, на нем установлена сетевая ОС, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства диски, модемы, принтеры, сканеры и т. д. По структуре построения (топологии) локальные сети подразделяются на одноузловые и многоузловые, одно канальные и многоканальные.

Кольцевая топология ("кольцо") узлы сети соединены замкнутой кри­вой. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Принимающий узел распо­знает и получает только адресованное ему сообщение. Такое соединение ненадежно. Нарушение контакта в любом месте может привести к выходу из строя всей сети. Обозначения: ЭВМ; узел коммутации; | канал передачи данных

Шинная топология ("общая шина") данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Выход из строя какого-либо сегмента кабеля может привести к выходу из строя всей сети.

Многосвязная топология ("звезда") при этом каждая машина сети со­ единена с каждой наиболее надежный, но самый дорогой способ соединения. Эта топология в ЛВС применяется редко, в основном там, где требуется исключительно высокая надежность.

Радиальная топология ("солнце") при этом все компьютеры соединены с одним главным. Это один из оптимальных и рациональных способов соединения. Место главного компьютера обычно занимает специальная аппаратура концентра­тор (hub), основной задачей которого является обеспечение связи между всеми ком­пьютерами сети.

Иерархическая ("дерево") это более разветвленная структура шинной топологии, используется, как правило, в сложных системах, насчитывающих сотни абонентов. "Дерево" обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить сред­ствами ЛВС несколько этажей в здании или несколько зданий.

Файл-сервер обеспечивает доступ к файлам базы данных для каждой рабочей стан­ции, и на этом его работа заканчивается. Например, чтобы получить сведения о налогоплательщиках, проживающих на одной конкретной улице Москвы, по сети будет передана вся таблица по территориальному округу. Решать, какие записи удов­летворяют запросу, а какие нет, приходится самой рабочей станции. Таким образом, работа модели файл- сервер приводит к перезагрузке сети.

Пользователь, обращаясь к программе- клиенту, хочет получить доступ к общему ре­сурсу, например файлу, который находится на другой машине. Машина- сервер, а точнее машина, на которой работает программа-сервер, может предоставить доступ к подобным ресурсам. Программа разработана таким образом, что способна выполнять запросы от программ-клиентов, она заставляет "сначала подумать, а потом сделать".

Тема 4. Сетевые информационные технологии

4.1.1. Понятие компьютерных сетей

Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных и сетевым программным обеспечением.

Назначение компьютерной сети заключается в следующем:

· Совместное использование аппаратных и программных ресурсов (жесткого диска, принтера, прикладных программ и т. д.) удешевляет стоимость обработки информации. В целом стоимость обработки данных в компьютерных сетях не менее чем в полтора раза ниже, чем на автономном компьютере.

· Обеспечение совместного доступа к данным. Большинство информационных систем базируется на использовании единой базы данных различными пользователями.

· Предоставление коммуникационных услуг (электронная почта, сетевые конференции и т. д.).

В компьютерных сетях используется сетевое программное обеспечение: сетевые операционные системы и сетевые приложения.

Передача информации между территориально удаленными компьютерами осуществляется с помощью различных средств передачи данных: телефонных и телеграфных каналов, витых пар проводов, коаксиальных и оптоволоконных кабелей спутниковой и радиосвязи. От вида используемых средств передачи данных зависит скорость передачи данных. Скорость передачи данных – количество бит информации, передаваемой в единицу времени. Она измеряется в битах в секунду.

Традиционно компьютерные сети разделяют на локальные и глобальные. Локальная (локально-вычислительная) сеть объединяет компьютеры одной организации, расположенные в пределах одного или нескольких соседних зданий. Глобальная сеть – это сеть компьютеров, распределенных по всему миру и постоянно связанных каналами с очень высокой пропускной способностью. Такая сеть доступна на коммерческой основе всем желающим, например, Интернет и другие сети – Microsoft on Line , America on Line и др.

В локальных сетях происходит более интенсивный обмен информацией, чем в глобальных. В локальной сети организовано управление аппаратно-программными ресурсами всех входящих в сеть компьютеров. Реализует эти функции сетевое программное обеспечение. В глобальной сети основным видом взаимодействия между независимыми компьютерами является обмен сообщениями.

4.1.2. Аппаратные компоненты сети

Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы:

· рабочие станции;

· серверы сети;

· коммуникационные узлы.

Рабочая станция – это персональный компьютер, подключенный к сети, на котором пользователь выполняет свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную систему. При этом пользователю доступны ресурсы сети. Можно выделить три типа рабочих станций:

· рабочая станция с локальным диском – операционная система, загружающаяся с локального диска;

· бездисковая рабочая станция – операционная система, загружающаяся с диска файлового сервера;

· удаленная рабочая станция – это станция, которая подключается к локальной сети через телекоммуникационные каналы связи, например, с помощью телефонной сети.

Сервер сети – это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги. По выполняемым функциям (услугам) можно выделить следующие группы серверов:

· файловый сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает доступ пользователей к этим данным;

· сервер баз данных выполняет функции хранения, обработки и управления файлами баз данных;

· сервер прикладных программ применяется для выполнения прикладных программ пользователей;

· коммуникационный сервер предоставляет пользователям локальной сети доступ к своим портам ввода (вывода);

· сервер резервного копирования данных решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях.

Все перечисленные типы серверов могут функционировать на одном выделенном для этих целей компьютере.

К коммуникационным узлам сети относятся следующие устройства:

· повторитель – устройство, усиливающее пришедший на него сигнал; он, приняв пакет данных из одного сегмента, передает его во все остальные, при этом в каждый момент времени поддерживается обмен данными только между двумя станциями;

· коммутатор (мост) – устройство, которое как и повторитель, позволяет объединить несколько сегментов; в отличие от повторителя, одновременно поддерживает несколько процессов обмена данными для каждой пары станций разных сегментов;

· маршрутизатор – устройство, соединяющее сети одного или разных типов по одному протоколу обмена данными; он анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту;

· шлюз – устройство, позволяющее организовать обмен данными между разными сетевыми объектами, использующими разные протоколы обмена данными.

Протокол – набор правил коммуникации в сети. Он описывает формат, методы синхронизации и последовательность передачи данных по сети, а также методы проверки на наличие ошибок.

4.1.3. Программное обеспечение сетей

Сетевая операционная система предназначена для управления работой сети. В общем случае сетевая операционная система должна выполнять следующие функции:

· иметь средства управления локальными ресурсами компьютера и выполнять функции локальных операционных систем;

· предоставлять собственные ресурсы и определенные услуги в общее пользование, т. е. иметь серверную часть;

· обеспечивать доступ к удаленным ресурсам, т. е. иметь клиентскую часть.

Обычно сетевая операционная система устанавливается на сервере. Рабочая станция может при этом работать либо под управлением обычной операционной системы, либо использовать клиентскую часть сетевой операционной системы – программу Клиент . Клиентская часть осуществляет прием ответов от серверов. Примерами сетевых операционных систем являются Windows NT (две части – Server и WorkStation ), NovellNetWare .

Сетевые приложения расширяют возможности сетевых операционных систем и предназначены для организации коллективной работы, поддержки сетевых распределенных баз данных, реализации сервисов глобальной сети, обеспечения безопасности работы в сети и т. д. К ним можно отнести MS Outlook , Outlook Express , MS NetMeeting , Internet Explorer и т. д.

4.1.4. Эталонная модель OSI

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) была принята в 1979 г. международной организацией по стандартизации в качестве стандарта организации сетевого взаимодействия. Она иногда называется также семиуровневой моделью.

Эталонная модель OSI определяет следующие семь функциональных уровней:

· прикладной, или уровень приложений;

· представительный;

· сеансовый;

· транспортный;

· сетевой;

· канальный;

· физический.

Семь уровней взаимодействуют на строго иерархической основе, т. е. каждый уровень обслуживает уровень, расположенный выше, и, в свою очередь, пользуется услугами нижнего уровня. Правила взаимодействия двух уровней называются интерфейсом.

Процесс взаимодействия двух компьютеров можно представить как набор взаимодействий одинаковых уровней. Протоколы каждого уровня стандартизованы. Поэтому два устройства, имеющие различия в конструкции, производительности и месте изготовления, могут взаимодействовать, если на них реализован стандартный протокол.

Цели применения эталонной модели:

· Сложная система управления сетью разбивается на несколько простых подсистем.

· Аппаратные и программные средства каждого уровня практически не зависят друг от друга. Поэтому при создании сети их разработкой или приобретением можно заниматься параллельно. Также можно безболезненно заменить программное или аппаратное обеспечение одного уровня другим, более новым. При этом остальные уровни изменять не нужно.

· Жесткая стандартизация протоколов каждого уровня дает возможность объединять в составе сети компьютеры различных платформ, фирм-изготовителей, управляемые различными операционными системами, использовать различные методы доступа к сети и т. д.

Рассмотрим работу каждого уровня.

Физический уровень осуществляет сопряжение с передающей средой. Функции физического уровня на персональном компьютере выполняются аппаратными средствами.

Канальный уровень управляет каналом передачи данных, т. е. определяет момент начала передачи данных (свободен ли канал), обнаруживает и исправляет ошибки.

Протоколы канального уровня реализуются аппаратными и программными средствами.

Сетевой уровень решает вопросы объединения сетей с различными топологиями и разными принципами передачи данных между конечными узлами.

На транспортном уровне решаются вопросы обеспечения надежности передачи данных, обнаружения и исправления ошибок (искажение, потеря и дублирование пакетов); происходит разбиение сообщения на пакеты фиксированной длины, а в пункте назначения – сбор пакетов в сообщение. Протоколы транспортного уровня и выше реализуются программными средствами.

Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом между конечными узлами. На этом уровне создаются логические каналы или сеансы связи, а процесс передачи включает контрольные точки. В случае сбоя возможен откат не в начало диалога, а в контрольную точку.

Представительский уровень обеспечивает преобразование формы представления данных, полученных от прикладного уровня, в форму, необходимую для восприятия прикладным уровнем другой системы. Этот уровень описывает форматы и кодировку данных, обеспечивает сжатие и секретность информации.

Прикладной уровень обеспечивает доступ пользователей к разделяемым ресурсам сети (файлам, принтерам, факсам и т. п.). К этому уровню относятся протоколы электронной почты, передачи web-страниц и др.

4.1.5. Линии связи

Протяженность сети, расстояние между станциями, в первую очередь определяются физическими характеристиками передающей среды (каналов связи), в качестве которой могут быть использованы коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, телефонная линия.

Коаксиальный кабель (рис. 14) имеет внутренний медный проводник и внешнюю экранирующую поверхность (оплетку), исключающую помехи. Весь кабель помещается во внешнюю пластиковую оболочку.

Рис. 14. Структура коаксиального кабеля

Коаксиальный кабель помехоустойчив, но скорость передачи данных по нему невелика.

Кабель витой пары (рисунки 15 и 16) состоит из двух проводников, заключенных в оболочку. Для уменьшения влияния помех проводники скручиваются с определенным шагом. Существуют экранированная и неэкранированная витые пары.

Рис. 15. Неэкранированная витая пара

Рис. 16. Экранированная витая пара

Кабель витой пары очень чувствителен к электромагнитным помехам, обладает низкой скоростью передачи данных, его преимуществом является дешевизна.

Волоконно-оптический кабель (рис. 17) в качестве передающей среды использует световод – сверхпрозрачное стекловолокно. Световод окружен слоем отражателя, который направляет световые импульсы вдоль кабеля.

Рис. 17. Волоконно-оптический кабель

Такой кабель не подвержен электромагнитным помехам, имеет высокую скорость передачи. Однако существует проблема монтажа этого кабеля, а также поиска неисправностей в нем.

При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Чтобы преодолеть это ограничение и расширить сеть, устанавливают специальные устройства – повторители и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети.

4.1.6. Топология локальных сетей

Топология сети – это геометрическая схема соединения узлов сети. Базовыми сетевыми топологиями являются топология «шина», «кольцо», «звезда».

Комбинация этих базовых топологий называется гибридной топологией. Выбор топологии сети – важная задача, поскольку в дальнейшем при эксплуатации сети изменить топологию очень сложно. При выборе топологии нужно учитывать следующие основные факторы:

· количество компьютеров, которые необходимо объединить в сеть (с учетом тех, которые понадобится подключить в дальнейшем);

· расстояние между компьютерами (протяженность сети).

Притопологии типа «шина» (рис. 18) канал связи, соединяющий узлы сети, образует одну линию (в общем случае ломаную) и называется «шиной». Каждый компьютер подключается к «шине» с помощью Т-образного соединения. Все компьютеры передают данные на «шину». И все прослушивают «шину», определяя, кому адресована информация. Компьютер принимает данные, адресованные ему, и игнорирует чужие. На обоих концах «шины» располагаются терминаторы (заглушки), которые поглощают сигналы и предотвращают образование отраженной волны.

Терминатор

Т-образное соединение

Рис. 18. Топология типа «шина»

Достоинства топологии типа «шина» следующие:

· небольшая протяженность кабеля;

· выход из строя отдельной станции не нарушает работоспособности сети в целом.

К недостаткам данной топологии можно отнести следующее:

· при разрыве в любой точке «шины» нарушается целостность сети и появляются отраженные волны, при этом ни один из участков сети не может продолжать работу;

· при необходимости подключить новый персональный компьютер нужно остановить работу сети;

· при больших расстояниях сигналы в «шине» затухают, и нужно использовать специальное оборудование (репитеры) для усиления сигналов.

Втопологии типа «кольцо» (рис. 19) данные передаются от узла к узлу сети по кольцу в одном направлении. Каждый узел принимает данные, анализирует адрес получателя и, если сообщение адресовано не ему, передает его дальше.

Рис. 19. Топология типа «кольцо»

Достоинством топологии типа «кольцо» является то, что сигнал постоянно обновляется в каждом узле, поэтому нет проблемы затухания, и сеть может иметь большие размеры.

· при разрыве кольца в любом месте прекращается работа всей сети;

· подключение нового узла требует остановки работы сети;

· время передачи сообщения может быть достаточно большим из-за необходимости передавать его «по кругу»;

· велика вероятность появления искажений.

В топологии типа «звезда» (рис. 20) все компьютеры, входящие в сеть, соединяются с концентратором, или хабом (hub ). Сообщения от одного узла сети к одному узлу передаются через хаб.

Рис. 20. Топология типа «звезда»

Достоинства топологии типа «звезда» следующие:

· нарушение соединения между хабом и любым компьютером не влияет на работоспособность остальной части сети, т. е. сеть имеет высокую надежность;

· подключать новых абонентов можно, не останавливая работу сети;

· возможен контроль за состоянием сети и всех ее узлов, если использовать специальный хаб в паре с компьютером.

Недостатки данной топологии следующие:

· при выходе из строя хаба вся сеть перестает работать;

· высоки затраты на организацию каналов связи, так как необходимо большое количество проводов;

· число входов хаба ограничено, что и определяет количество компьютеров, которые могут быть подключены к сети.

4.1.7. Принципы управления в локальных сетях

В зависимости от распределения функций между компьютерами в сети можно выделить одноранговые сетевые операционные системы и сетевые операционные системы с выделенным сервером (централизованные).

Одноранговые сетевые операционные системы используются для построения одноранговых сетей, где каждый компьютер может выполнять функции как клиента, так и сервера. Ресурсы одной рабочей станции (диски, принтеры и другие устройства) оказываются доступными другим рабочим станциям.

Достоинства одноранговых сетевых операционных систем следующие:

· простота в инсталляции и эксплуатации;

· сетевое программное обеспечение в них более простое по сравнению с централизованными сетями;

· не требуется установка сервера как компьютера, так и соответствующих программ, что существенно удешевляет систему.

К недостаткам систем можно отнести следующее:

· обладают низкой производительностью;

· слабы с точки зрения защиты информации и администрирования.

При построении сложных сетей функции управления обменом данными возложены на файл-серверы. Такие сети называют сетями с выделенным сервером, а устанавливаемые на них операционные системы – операционными системами с выделенным сервером (с централизованным управлением). Файлы, хранящиеся на сервере, доступны рабочим станциям сети. Одна рабочая станция к файлам другой рабочей станции доступа обычно не имеет.

Достоинства такой сети следующие:

· высокая производительность сети;

· наличие развитых аппаратных и программных средств связи удаленных сегментов сети и рабочих станций;

· обеспечивают распределенный режим работы «клиент-сервер»;

· высокая защищенность сетевых ресурсов от несанкционированного доступа;

· удобство администрирования сети;

· возможность создания сетей с большим числом узлов.

К недостаткам можно отнести следующее:

· уязвимость системы при нарушении работоспособности файл-сервера, что преодолевается при наличии нескольких серверов или принятии некоторых других мер;

· предъявление довольно высоких требований к ресурсам серверов;

· сложность в инсталляции и эксплуатации;

· ограниченные возможности доступа к ресурсам клиентских машин.

4.1.8. Модели взаимодействия

Понятие архитектуры «клиент-сервер» означает не только то, что одни компьютеры в сети являются клиентами, а другие предоставляют ресурсы, т. е. являются серверами. Это понятие означает больше: максимально возможный объем обработки данных выполняет именно сервер, а клиенту передаются лишь результаты этой обработки.

Чтобы понять суть этой архитектуры, нужно вспомнить историю ее появления и развития. Ранее в локальных сетях использовалась модель «файл-сервер» (рис. 21). В этой модели сервер хранил данные в виде файлов, а каждая рабочая станция, обращаясь к серверу, захватывала нужный ей файл и выполняла его обработку, например, поиск нужных записей.

В результате возрастала нагрузка на сеть, поскольку по сети передавался целый файл.

Рис. 21. Модель взаимодействия «файл-сервер»

Пока рабочая станция обрабатывала файл, она запрещала доступ к нему другим рабочим станциям, что приводило к простоям в работе. По этой причине сеть становилась непроизводительной, ненадежной.

В модели «клиент-сервер» (рис. 22) на сервере размещается программное обеспечение сервера, которое отвечает за целостность и безопасность данных, производит обработку данных по запросам клиентов.

На рабочих станциях стоит программное обеспечение, задача которого – сформулировать запрос к серверу и оформить полученный от сервера результат.

Рис. 22. Модель взаимодействия «клиент-сервер»

В результате возрастает производительность и надежность сети, легко расширять и дополнять систему при сохранении прежних финансовых вложений.

Первоначально архитектура «клиент-сервер» применялась в основном в информационных системах, основой которых является база данных. Однако сегодня ее идеологические принципы используются и в других областях. Программное обеспечение для работы в сети разрабатывается в виде клиентских и серверных приложений. При этом функцией программы-клиента является формулировка запроса к серверу на обслуживание, а функцией программы-сервера является удовлетворение этого запроса и минимизация передаваемой по сети информации.

После того, как человечеством были созданы персональные компьютеры, потребовалось создание нового подхода к вопросам организации систем, обрабатывающим данные, а также создание новых технологий в сфере хранения, передачи и использования информации. Несколько позже возникла потребность перейти от использования отдельных вычислительных машин, функционирующих в системах, обрабатывающих данные централизовано к системам, способным обрабатывать данные распределенно.

Распределенной обработкой данных называют такую которую выполняют независимые, но связанные между собой компьютеры, представляющие собой распределенную систему.

Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, которые соединены между собой каналами связи, что позволяет создать единую систему, полностью удовлетворяющую требования, предъявляемым правилами распределенной обработки информации. Таким образом, главное назначение компьютерных сетей - это совместная обработка данных, в которой участвуют все компоненты системы, независимо от их физического местоположения.

Классификация предполагает их разделение на типы компьютерных сетей, в зависимости от территориального расположения компьютеров и прочих компонентов относительно друг друга. Таким образом, классификация предполагает их разделение на:

Глобальные — это вычислительные сети, объединяющие абонентов, которые расположены на большом расстоянии друг от друга - от сотен до десятков тысяч километров. Такие сети дают возможность решить проблему объединения всего человечества, а также организовать мгновенный доступ к данным ресурсам;

Региональные — это вычислительные сети, связывающие абонентов, которые расположены на меньших, чем в но всё же значительных расстояниях. Примером может служить сеть большого города или отдельного государства.

Локальные — это объединяющие абонентов, которые расположенных на относительно небольших расстояниях друг от друга - чаще всего в одном здании или нескольких близкорасположенных зданиях. Это сети предприятий, офисов компаний, фирм и т.п.

Кроме того, классификация компьютерных сетей предполагает, что глобальные, региональные и локальные сети могут быть объединены, что даёт возможность создать многосетевые иерархии, которые представляют собой мощнейшие инструменты, позволяющие обрабатывать огромные информационные массивы и обеспечивать практически неограниченный доступ к информационным ресурсам.

Помимо прочего, классификация компьютерных сетей, а точнее её понимание даёт возможность построить именно такую систему, которая полностью удовлетворит потребности того или иного предприятия, офиса, города или государства в информации. В общем случае компьютерные сети состоят из трех подсистем, вложенных друг в друга: сеть рабочих станций, сеть серверов и базовая сеть передачи данных.

Рабочей станцией (может быть представлена клиентской машиной, рабочим местом, абонентским пунктом, терминалом) называют компьютер, за которым работает абонент вычислительной сети. Сетью рабочих станций является совокупность рабочих станций, а также средств связи, которые призваны обеспечить взаимодействие рабочих станций между собой и сервером.

Сервером называют компьютер, который выполняет общие задачи сети и обеспечивает рабочие станции различными услугами. Сетью серверов является совокупность серверов сети, а также средств связи, призванных обеспечить подключение серверов к базовой сети.

Базовой сетью называют совокупность средств передачи информации между серверами. В состав базовой сети входят каналы связи и узлы связи. является совокупностью средств коммутации, а также передачи информации, сосредоточенных в одном пункте. Назначением узла связи является приём данных, которые поступают по каналам связи, а также их передача в каналы, которые ведут к абонентам.

Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных между собой и распределенных по определенной территории ЭВМ. ВИДЫ СЕТЕЙ Глобальная сеть WN – сложная структура основанная на трех основных принципах: наличие единого центра ведающего координацией деятельности и развитием сети; использование системы маршрутизации позволяющей сообщению двигаться по цепочке узлов сети без дополнительного вмешательства человека; применение единой стандартной адресации делающей сеть прозрачной для внешних сетей а последние доступными...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Лекция № 23

Тема: Компьютерные сети: понятие, назначение.

1. ПОНЯТИЕ КОМПЬЮТЕНОЙ СЕТИ. НАЗНАЧЕНИЕ.

При работе на ПК в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и т.д.), лишь копируя ее на дискеты. Однако в процессе обмена информацией между компьютерами возникают проблемы:

1. перемещение дискеты не всегда возможно (отсутствие дисковода на одном из компьютеров);
2. дискета - средство не надежное (например, физические повреждения);
3. информационная емкость дискеты ограничена (от 720 б до 1,44 Мб), и запись информации на дискету не всегда можно осуществить;
4. перемещение дискеты и обмен информации может занимать достаточно продолжительное время.

Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных между собой и распределенных по определенной территории ЭВМ. Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью:

1. совместное использование информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах;
2. одновременная работа с документами и программами;
3. совместное использование принтеров и других периферийных устройств.

Основное назначение компьютерных сетей — совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи внутри одной фирмы и за ее пределами. Ресурсы (resource ) — это данные, приложения и периферийные устройства (внешний дисковод, принтер, мышь, модем или джойстик). Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.

2. ВИДЫ СЕТЕЙ

1. Глобальная сеть (WAN ) – сложная структура, основанная на трех основных принципах:

• наличие единого центра , ведающего координацией деятельности и развитием сети;
• использование системы маршрутизации , позволяющей сообщению двигаться по цепочке узлов сети без дополнительного вмешательства человека;
• применение единой стандартной адресации , делающей сеть «прозрачной» для внешних сетей, а последние доступными для любой абонентской точки системы.

1. Региональная сеть (MAN )– сеть, которая обслуживает информационные потребности определенного региона, республики или края.
2. Городская сеть – сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.
3. Корпоративная сеть – сеть, которая обслуживает информационные потребности определенной организации.
4. Локальная вычислительная сеть (LAN ) - совокупность компьютеров и др.средств вычислительной техники (сетевого оборудования, принтеров, сканеров), объединенных с помощью кабелей и сетевых контроллеров, работающая под управлением сетевой операционной системы.

PAGE 2

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
2416.		Компьютерные сети	868.95 KB
	Методы доступа к среде передачи данных Вычислительные сети Вычислительной сетью называется группа компьютеров и др. устройств связанных между собой каналами передачи данных. Преимущества: высокая производительность системы высокая надежность хранения данных повышенная безопасность простота администрирования т. Выделяют следующие виды серверов: а файлсерверы и принтсерверы предназначенные для управления доступом пользователей к файлам и принтерам; б серверы приложений предназначены для выполнения серверных частей...
7351.		Локальные компьютерные сети	100.88 KB
	Локальные компьютерные сети Компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров объединенных средствами передачи данных. Основное назначение компьютерных сетей – обеспечение эффективного представления различных компьютерных услуг пользователям сети путем организации их доступа к ресурсам распределенным в этой сети. Принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети определяются архитектурой компьютерной сети.
6908.		Корпоративные сети. Назначение. Структура. Основные функции	6.78 KB
	Часто узлы корпоративной сети оказываются расположенными в различных городах а иногда и странах. Принципы по которым строится такая сеть достаточно сильно отличаются от тех что используются при создании локальной сети даже охватывающей несколько зданий.
19828.		Информационные связи в корпоративных системах. Понятие корпоративной вычислительной сети	184.3 KB
	Большинство компаний по всему миру прибегают к использованию данных технологий для того чтобы оперативно обгонять конкурентов. Область данных разработок позволяет не только составлять программное обеспечение для решения различных задач но и основывать коммуникации. Они позволяют сохранять и обрабатывать значительное количество информации которая необходима для нормальной деятельности компании. Внедрение информационных технологий позволяет предлагать для клиентов новые виды услуг.
17587.		Создание локальной сети и настройка оборудования для доступа учащихся к сети интернет	571.51 KB
	Уровень электромагнитных излучений не должен превышать установленные санитарные нормы; Наименьшее количество рабочих станций в кабинете должно быть более десяти; У каждой рабочей станции должна иметься розетка с разъемом RJ-45 и в каждой станции должен быть сетевой адаптер который встроен в системную плату; У каждой рабочей станции для подключения к сети должен быть сетевой кабель с разъемами RJ45 на концах; Рабочая станция как место работы должно представлять собой полноценный компьютер или ноутбук; Наличие wi-fi по всему...
14320.		Компьютерные технологии будущего	4.18 MB
	Сейчас уже никогда не увидишь таким замудренным словом, как браузер, и каждый первоклашка скорей всего знает, что это такое и для чего он предназначен. Так вот браузер, считывая информацию со страниц размещенных в Интернете, отображает ее на экране монитора в том виде, в которой четко указывают ему эти самые теги. Изучить HTML нетрудно. Он намного проще любого языка программирования и на несколько порядков проще человеческих языков. Все, что от вас требуется,- изучить команды HTML, называемые тегами(tags).
5066.		Компьютерные вирусы и антивирусные программы	38.09 KB
	Взявшись за данную тему, я предположил, что усилить защиту персональных компьютеров от компьютерных вирусов можно, если на основании углублённого знания теоретических основ компьютерной вирусологии, будет разработана система последовательных практических действий
427.		КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРЕСТУПЛЕНИЯ И ЗАКОНОДАТЕЛЬНАЯ ОСНОВА БОРЬБЫ С НИМИ	56.63 KB
	Одной из характерных особенностей компьютерных преступлений отличающей их от других видов преступлений является то что они обладают высокой латентностью. Считается что только 1015 компьютерных преступлений становятся достоянием гласности так как организации пострадавшие вследствие совершения подобных преступлений весьма неохотно предоставляют информацию о них поскольку это может привести к потере их репутации или к совершению повторных преступлений. В настоящее время существуют различные точки зрения относительно понятия...
11076.		Компьютерные методы контроля на уроках физики средней школы	146.13 KB
	Самостоятельная работа учащихся с ЭИР. Контроль знаний учащихся является составной частью процесса обучения. Проверка знаний учащихся должна давать сведения не только о правильности или неправильности конечного результата выполненной деятельности но и о ней самой: соответствует ли форма действий данному этапу усвоения. Правильно поставленный контроль учебной деятельности учащихся позволяет преподавателю оценивать получаемые ими знания умения и навыки вовремя оказать необходимую помощь и добиться поставленных целей обучения.
3612.		Разработка проекта мультисервисной сети, выбор технологии сети, разработка ее структуры, установка оборудования и расчет его комплектации	6.93 MB
	В данном дипломном проекте решена задача построения мультисервисной сети широкополосной передачи данных для предоставления услуги Triple Play, на основе технологии FTTB. Проведен анализ исходных данных. Предложено обоснование выбранной технологии и топологии сети, проведен расчет оборудования а также подбор его комплектации, расчет нагрузки на сеть, приведены технико-экономические показатели, разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности.

Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net – сеть и work – работа) – совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.

Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные – такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.

Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией . Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.

Топология как математическое понятие:

Топология (от греч. topos – место и... логия – учение), раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, т.е. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Примерами топологических свойств фигур являются размерность, число кривых, ограничивающих данную область и т. д. Так, окружность, эллипс, контур квадрата имеют одни и те же топологические свойства, т.к. эти линии могут быть деформированы одна в другую описанным выше образом; в то же время кольцо и круг обладают различными топологическими свойствами: круг ограничен одним контуром, а кольцо – двумя.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

Линейная сеть . Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

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.

Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

Ячеистая сеть . Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. 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.