Компьютерные сети. Пар 1. Основные понятия

Компьютерная сеть – это система связанных коммуникационными связями компьютеров, которая обеспечивает передачу данных межу ними, а точнее, передачу данных между вычислительными процессами, исполняемыми на них.

Назначение компьютерных сетей – обеспечить:

- коллективный доступ пользователей к распределенным общесетевым ресурсам (файлам, БД, аппаратным ресурсам)

- защиту ресурсов от несанкционированного доступа,

- передачу данным между пользователями сети, в том числе интерактивную связь в режиме реального времени.

С появлением сетей появилась технология распределенной обработки данных

она предполагает, что одна задача обработки данных распределяется между несколькими ПК в сети, при этом

- все ПК независимы,

- пользователи не имеют представления, где хранятся данные на их ПК или на удаленном, и кто эти данные использует одновременно с ними, где реально проводятся вычисления.

Например, на ПК с мощным процессором и большой дисковой памятью хранится база данных и выполняется расчетная чать программы, а визульное отображение рез-ов обработки, реализация пользовательского интерфейса осущ-ся на раб. Станции, на которой непосредственно работает пользователь.

Структурные элементы КС:

Узел сети:

- компьютеры

- коммутирующие узлы (коммуникационные устройства)

Каналы связи (проводные, радиосвязи, лазер, инфракрасное излучение)

Для подключения ПК к сети требуется:

- наличие канала связи

- наличие в ПК: ( - аппаратное обеспечение – сетевого адаптера или модема, обеспечивающих доступ к каналу связи, передачу и прием данных; - программного обеспечения, поддерживающего сетевого взаимодействия: - сетевой ОС, - драйвера адаптера\модема, - сетевые программы.)

Пар 2. Классификация кс.

В зависимости от используемых каналов связи сети делятся:

- проводные (кабельные)

- беспроводные (радиосвязь, лазер, инфр. излучение)

- смешанное

В зависимости от охвата территории сети делятся:

- персональные (PAN, personal area network) обычно приндлежан одному человеку, соединен ПК, принтеры, телефоны, сканеры 10 метров.

- локальные сети (LAN) объединяют ПК в пределах офиса, зданий, группы рядом, стоящих зданий. Обычно это закрытые сети орг.

Малые (2-30 м); средние (30-100 м); большие (100-500 м)

Глобальные сети (WAN) Покрывает большие расстояния – города, страны, континенты.

Городские сети (MAN)

В зависимости от используемой топологии (пар 2.1.)

В зависимости от модели предоставления услуг (пар 2.2.)

В зависимости от способа коммутации (пар 2.3)

Пар 2.1. Топология кс.

Топология КС – это представления ее в виде графо, вершинами которого являются узлы сети, а ребра коммуникационные связи между ними.

Чем больше количество узлов, тем большие возможности вариантов их соединения в одну сеть.

От выбора топологии зависят:

- надежность, расширяемость, масштабируемость, производительность

КС.

«Точка - точка»

Два узла непосредственно связаны друг с другом выделенным каналом связи

Пример: соед. ПК нуль-модемный кабель.

Общая шина.

- узлы сети подключены к общей разделяемой среде передачи (кабель, радиоэфир)

- сеть является широковещательной – данные, отправленные одним узлом, получают все.

- тип доступа к каналу связи конкурентный (CSMA\CD):

Т.к. все узлы равноправны по доступу к сети, при одновременной попытке фиксируется конфликт, который требует доп. Время для его разрешения. Чем больше узлов, тем хуже производительность.

Разрыв кабеля приводит к фрагментации сети.

Шумящий узел выводит сети из строя.

Звезда.

Выделенный центральный коммуникационный узел обеспечивает транзист трафика между конечными узлами.

Если центральный узел – HUB (хаб, концентратор) , то тот пересылает пришедший кадр от ПК во все др. линии связи. И в этом случает доступ к каналу – конкурентный, как в шине.

Если центральный узел –Switch (свитч, коммутатор), то тот пересылает пришедший кадр от ПК только в одну линии связи, к которой присоединен кп-получатель, и в этом случае конкуренции по доступу канала нет.

Наличие единой точки отказа – хаба\свитча.

Легко расширяемая, пока исчерпаны порты на коммутаторе.

К одному из портов можно подключить др хаб, свитч.

Топология Кольцо.

Компьютеры последовательно объединены в кольцо.

По сети последовательно курсирует спец. Кадр Token – маркер

Если передача нужна, то ПК удаляет маркер из кольца, формирует кадр данных и передает его следующему ПК.

Кадр с данными возвращается по кольцу к отправителю с отметкой о прочтении его получателем. Тогда он удаляет из кольца кадр с данными и снова формирует маркер.

Тип доступа к каналу – маркерный, конкуренции нет.

Выход из строя хотя бы одного узла разрушает сеть. Для доп. Надежности прокладывает вторую линию передачи данных, параллельную основной.

Полносвязная:

-Каждый из узлов связан с ост. Соединением «точка-точка».

-Избыточность связей обеспечивает предельную надежность

-Высокая стоимость

-Плохая расширяемость

-Сложна в сопровождении

Ячеистая:

- получается из полносвязной путем удаления некоторых связей

-высокая надежность

- высокая стоимость

- хорошая расширяемость

- сложна в сопровождении

- хорошая практика – подключение каждого узла не менее чем к двум другим (надежность)

Реально в сетях используются более сложные топологии являющиеся сочетаниями рассмотренных

Комбинация используемых топологий, стандартов и протоколов для создания данной конкретной КС называется СЕТЕВОЙ АРХИТЕКТУРОЙ.

Пар 2.2. Модели предоставления услуг \ ресурсов.

Каждый ПК в сети имеет определенный статус

Если ПК не предоставляет своих ресурсам др. ПК, но пользуется их ресурсами, то он называется КЛИЕНТОМ (рабочей станцией). На таких ПК решаются только пользовательские задачи.

Если ПК только предоставляет свои ресурсы др. ПК (клиентам) то он называется ВЫДЕЛЕННЫМ СЕРВЕРОМ.

Если ПК наряду с предоставлением своих ресурсов клиентам, решает пользовательские задачи, то он называется НЕВЫДЕЛЕННЫМ СЕРВЕРОМ. (Сервер и клиент)

Важно понимать, что статус сервера, например, почтового сервера, всегда определяется программным обеспечением, которое на нем выполняется. В данном примере она называется почтовым сервером.

Если пользователь ПК хочет работать с корпоративным почтовым сервером, ему необходимо установить на ПК программу, которая способна обмениваться данными с программой – почтовый клиент, т.е. программу Почтовый клиент

Вывод: ВО ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ УЗЛАХ, ДОЛЖНЫ РАБОТАТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ (ПРОГРАММЫ):

СЕРВЕР И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ЕМУ КЛИЕНТ.

На одном физическом ПК может работать несколько программ серверов, которые предоставляют разные услуги:

Файл- сервер. Хранит на своих дисках файлы и обеспечивает к ним доступ по запросам клиентам (читает, записывает, удаляет), передает файлы клиентам.

Сервер данных. Хранит на своих дисках Базы данных, по запросам клиентов обрабатывает данные в БД (ищет, вычисляет и т.д.) и передает результаты обработки клиенту, файлы не передает. Роль сервера баз данных играет северная СУБД. (MS sql, server, orade)

Почтовый сервер. Хранит на своих дисках в каталогах входящие e-mail письма, по запросу клиента передает их на рабочую станцию, доставляет исходящие письма.

Прокси-сервер локальной сети (коммуникативный) – сервер подключенный к интернету.

router---Proxy server--Switch---wi-fi

Другие узлы для получения услуг интернета обращаются к прокси-серверу.

Он запрашивает ресурсы из интернета и передает страницу клиенту, одновременно хранит ее в своей кэш-памяти. Если стр. будет запрошена повторно, то она извлекается из кэш-памяти.

Это позволяет:

Экономить интернет-трафик,

Защищает ЛВС от внешнего доступа.

Ограничить доступ из локальной сети к внешней (следить за квотой сотрудников, запретить доступ к определенным сайтам и т.д.)

Классификация по модели услуг сети делятся:

Одноранговые сети (рабочая группа)

- выделенный сервер отсутствует

- все ПК равноправны и каждый выступает как в роли клиента так и в роли сервера – поставщика услуг другим.

- пользователи сами решают, какие ресурсы на своем ПК сделать доступным по сети.

- если ПК менее 10 и совместное использование файлов и принтеров незначительное, то это приемлемый вариант.(+)

- сложно обеспечить защиту инф.(-)

Гибридные сети, в которых наряду с выделенными серверами присутствуют одноранговые связи между ПК.

Гибридные сети, в которых наряду с выделенными серверами присутствуют одноранговые связи между ПК.