Компьютерные сети и коммуникации.

Компьютерная сеть — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования, объединённых линиями связи, для обеспечения интерактивного информационного обмена с целью совместного использования ресурсов сети. Компьютеры, входящие в сеть, называют узлами (клиентами, или рабочими станциями) сети. Ресурсы сети представляют собой компьютеры, данные, программы, сетевое оборудование, различные устройства внешней памяти, принтеры, сканеры и другие устройства, называемые компонентами сети.

Классификация компьютерных сетей:

1. По территориальной распространённости:

• PAN (personal area network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

• LAN (local area network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. 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.

• CAM (campus area network) — объединяет локальные сети близко расположенных зданий.

• 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.

Сетевая модель OSI (open systems interconnection basic reference model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, сокр. ЭМВОС; 1978 г.) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Предлагает взгляд на компьютерную сеть с точки зрения измерений. Каждое измерение обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.

Уровни osi:

1. Прикладной уровень — верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:

   • Позволяет приложениям использовать сетевые службы:

     • Удалённый доступ к файлам и базам данных.

     • Пересылка электронной почты.

   • Отвечает за передачу служебной информации.

   • Предоставляет приложениям информацию об ошибках.

   • Формирует запросы к уровню представления.

2. Представительский уровень — обеспечивает преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с прикладного уровня, на уровне представления преобразуются в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразуются в формат приложений. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

3. Сеансовый уровень — обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.

4. Транспортный уровень — предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю. При этом уровень надёжности может варьироваться в широких пределах. Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции (например, функции передачи данных без подтверждения приема), и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных.

5. Сетевой уровень — модели предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

6. Канальный уровень — предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.

7. Физический уровень — нижний уровень модели, предназначенный непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. 

Клиент-сервер — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.

Виды серверов:

• Файловый сервер — выполняет функции управления ЛВС, осуществляет коммуникационные связи, хранит файлы, разделяемые в сети, предоставляет доступ к совместно используемому дисковому пространству.

• Сервер базы данных — содержит всю или большую часть данных, используемых компьютерами сети, и является одним из основных компонентов сети, так как все запросы к данным выполняются при его непосредственном участии.

• Сервер приложений — выполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускаются по командам с рабочих станций сети. На этом сервере выполняются все вычислительные операции с использованием процессов получения данных с сервера БД и организации интерфейса с рабочими станциями.

• Сервер печати — обеспечивает доступ станций сети к общим ресурсам печати. Запросы на печать, поступающие от рабочих станций, разделяются сервером на отдельные задания, ставятся в очередь и выполняются на сетевом принтере.

• Коммуникационный сервер — организует доступ любых удалённых компьютеров к информационным ресурсам сети, используя модем и телефонные линии связи.

• Интернет-сервер — служит для организации размещения WEB-страниц и обеспечения WWW-сервиса интернета.

• Почтовый сервер — управляет получением и отправкой электронной почты, регистрирует почтовые сообщения, создаёт и поддерживает работы электронных почтовых ящиков, обеспечивает защиту сети от поступления непрофильных данных.