Информационные технологии в профессиональной деятельности (специальность 080114 «Экономика и бухучет»)
Лекция 9 Тема: Компьютерные сети и их компоненты План лекции
История развития и классификация компьютерных сетей 2. Основные компоненты компьютерных сетей, требования 3. Сетевые протоколы 4. Интернет-технологии
В области компьютерных технологий в последние два десятилетия не было, наверное, более активно развивающегося направления, чем становление и развитие вычислительных сетей, составивших основу так называемых сетевых технологий. Можно указать следующие основные причины широкого распространения вычислительных сетей (ВС) в сфере управления:
во-первых, повсеместное распространение относительно недорогих персональных компьютеров (ПК), вычислительные мощности которых сегодня позволяют с успехом решать большинство практических задач;
во-вторых, объективно существующие потребности пользователей ПК одной организации обмениваться между собой информацией, совместно использовать общие сетевые программные, аппаратные и информационные ресурсы, а также получать доступ к ресурсам вычислительных сетей других организаций или учреждений;
в-третьих, появление на рынке широкого спектра аппаратных и программных коммуникационных средств, позволяющих легко и относительно дешево соединять ПК в компьютерную сеть.
Компьютерная сеть — это совокупность программных, технических и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных ресурсов нескольких ЭВМ. Появление компьютерных сетей связано с ростом потребности в совместном использовании одних и тех же информационных ресурсов и технических устройств (например, принтеров, модемов и т.д.) несколькими пользователями. Именно сетевые технологии позволяют объединить технологии обработки информации на компьютере с новейшими достижениями в технологиях связи.
Использование сетевых технологий позволяет:
- расширить перечень решаемых задач по обработке информации;
- создать новые виды сервисного обслуживания клиентов сети, например, электронную почту, телеконференции и т.д.;
- построить распределенные хранилища данных;
- существенно сократить затраты на обработку информации.
В сетях, построенных по принципу коммутации сообщений, информация передается порциями, называемыми сообщениями. Прямое соединение обычно не устанавливается, а передача сообщения начинается после освобождения первого канала и так далее, пока сообщение не дойдет до адресата. Каждым сервером осуществляются прием информации, ее сборка, проверка, маршрутизация и передача сообщения. Недостатками коммутации сообщений являются низкая скорость передачи данных и невозможность проведения диалога между клиентами, хотя стоимость передачи и уменьшается.
При коммутации пакетов обмен производится короткими пакетами фиксированной структуры. Пакет — часть сообщения, удовлетворяющая некоторому стандарту. Малая длина пакетов предотвращает блокировку линий связи, не дает расти очереди в узлах коммутации. Это обеспечивает быстрое соединение, низкий уровень ошибок, надежность и эффективность использования сети. Но при передаче пакета возникает проблема маршрутизации, которая решается программно-аппаратными методами. Наиболее распространенными способами являются фиксированная маршрутизация и маршрутизация способом кратчайшей очереди. Фиксированная маршрутизация предполагает наличие таблицы маршрутов, в которой закрепляется маршрут от одного клиента к другому, что обеспечивает простоту реализации, но одновременно и неравномерную загрузку сети. В методе кратчайшей очереди используется несколько таблиц, в которых каналы расставлены по приоритетам. Приоритет — функция, обратная расстоянию до адресата. Передача начинается по первому свободному каналу с высшим приоритетом. При использовании этого метода задержка передачи пакета минимальная.
В настоящее время разработаны программно-аппаратные средства маршрутизации. Повторитель (repeater) — самый простой тип устройства для соединения однотипных ЛВС, он ретранслирует все принимаемые пакеты из одной ЛВС в другую.
Сети, обеспечивающие коммутацию каналов, сообщений и пакетов, называются интегральными. Они объединяют несколько коммутационных сетей. Часть интегральных каналов используется монопольно, т. е. для прямого соединения. Прямые каналы создаются на время проведения сеанса связи между различными коммутационными сетями. По окончании сеанса прямой канал распадается на независимые магистральные каналы. Интегральная сеть эффективна, если объем информации, передаваемой по прямым каналам, не превышает 10-15%.
Сравнительно просто классифицируются сетевые технологии по составу ПК. Однородные сетевые технологии предполагают увязку в сети однотипных средств, разрабатываемых одной фирмой. Подключение к такой сети средств других производителей возможно только при условии соблюдения в них стандартов, принятых в однородной архитектуре.
Сети делятся на общественные, частные, корпоративные и коммерческие. По рекомендациям Международной организации по стандартизации ISO для физического уровня определены следующие классы общественных сетей: до 1000 км — средней длины; до 10 000 км — длинные; до 25 000 км — самые длинные наземные; до 80 000 км — магистральные через спутник; до 160 000 км — магистральные международные через два спутника.