1. Основные понятия информационно-вычислительных сетей: данные, передающая среда, сетевые ресурсы, рабочая станция, выделенный и невыделенный сервер. Работа в автономной среде и в условиях сетевого взаимодействия - преимущества и недостатки.

Информационные или телекоммуникационные сети – совокупность технических средств для обмена информацией различного вида на расстоянии.

Телекоммуникации (от греческого слова tele – расстояние и communication – связь, коммуникация) – системы передачи информации на расстояние.

Различают следующие виды информационных сетей и телекоммуникаций

• Телефонные сети

• Сети радиотелефонной связи

• Системы спутниковой связи

• Системы сотовой связи

• Системы пейджинговой связи

• Системы передачи документации (телеграфная и факсимильная связь)

• Компьютерные сети

• Телемеханические системы (системы дистанционного контроля и управления объектами)

Особое место в настоящее время занимают компьютерные сети. Под компьютерной сетью (network) понимают группу объединенных с помощью передающей среды и сетевых технических средств компьютеров с целью совместного использования данных и сетевых ресурсов.

Данные – сообщения, представленные в цифровой форме.

Передающая среда – электрические или оптические кабели, радиоэфир.

Сетевые технические средства - кабель, сетевые адаптеры, концентраторы, коннекторы, репиторы и т.д.

Сетевые ресурсы - дисковая память, принтеры, сканеры, плоттеры, модемы, программный продукт.

Основное назначение информационных сетей и телекоммуникаций — обеспечение эффективного предоставления различных информационно-вычислительных услуг пользователям сети путем организации удобного и надежного доступа к ресурсам, распределенным в этой сети.

С появлением компьютерных сетей стали различать две технологии работы с компьютером:

• работу в автономной среде, т.е. с компьютером, который не подключен к сети;

• работу в условиях сетевого взаимод-ия, т.е. когда комп-р подключен к сети.

Персональный компьютер (ПК) – прекрасный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графиков и др. видов информации, но при этом пользователь не может быстро поделиться своей информацией с другими. Когда не было сетей, приходилось распечатывать каждый документ, или, в лучшем случае, копировать информацию на дискету (магнитную ленту), чтобы другие пользователи могли работать с ним. Одновременная обработка документа несколькими пользователями исключалась. Такая работа называется работой в автономной среде.

Работа в условиях сетевого взаимодействия дает пользователю ряд преимуществ, в числе которых:

• возможность передачи файлов с одного компьютера на другой;

• возможность распределенной обработки информации на нескольких компьютерах;

• совместное использование дорогостоящей аппаратуры (сетевых ресурсов).

Сетевое взаимодействие обеспечивает не только дополнительные функциональные возможности (передача данных, распределенная обработка), но и значительную экономию денежных средств.

2. Виды компьютерных сетей. Понятие локальной вычислительной сети (лвс). Назначение лвс. Понятие корпоративной, региональной и глобальной сети.

Виды компьютерных сетей

Компьютерные сети подразделяются на:

• локальные (ЛВС или LAN — Local Area Network);

• региональные (РВС или MAN — Metropolitan Area Network);

• глобальные (ГВС или WAN — Wide Area Network).

Понятие ЛВС

Существуют разные определения локальной сети. В эти определения авторы закладывают разные отличительные признаки, в числе которых:

• территориальный признак,

• количество компьютеров, объединяемых ЛВС,

• характер среды распространения сигналов (однородная или неоднородная),

• скорость передачи данных.

Часто термин «локальная вычислительная сеть - ЛВС» (LAN – Local Area Network) понимают буквально, т.е. под ЛВС понимают сети, имеющие небольшие, локальные размеры, соединяющие близко расположенные компьютеры. Однако некоторые ЛВС обеспечивают связь на десятки километров, а это уже размеры целого города. С другой стороны, по глобальной сети, например, Internet, могут связываться компьютеры, расположенные на одном столе. Поэтому территориальный признак вряд ли может быть положен в основу определения ЛВС.

Неверно определение ЛВС как малой сети, связывающей небольшое число компьютеров, поскольку некоторые ЛВС могут связывать порядка 1000 компьютеров.

Некоторые авторы определяют ЛВС как систему с однородной средой передачи данных. Однако при построении современных ЛВС могут применяться как электрические кабели разных типов, так и оптоволокно.

Наиболее точно представляется определить ЛВС как систему, которая позволяет пользователям не замечать связи, т.е. как систему, в которой компьютеры объединяются в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны любому пользователю, причем этот доступ не менее удобен, чем доступ к ресурсам собственного компьютера. Под удобством в первую очередь понимается высокая скорость доступа. При которой обмен данными между приложениями происходит незаметно для пользователей. Под такое определение не попадают ни глобальные сети, ни медленная связь через последовательный порт.

Из такого определения следует, что скорость передачи по ЛВС должна расти с ростом быстродействия компьютеров. Это и наблюдается на практике. Если раньше приемлемой считалась скорость 1-10 Мбит/с, то сейчас среднескоростной считается сеть, работающая со скоростью 100 Мбит/с и входят в жизнь сети со скоростью передачи 1000 Мбит/с и более. При меньших скоростях сеть станет узким местом, будет замедлять работу объединенного виртуального компьютера.

Т. О., главное отличие ЛВС от любой другой – высокая скорость обмена данными. Но это не единственное отличие, не менее важны и другие факторы.

Для ЛВС принципиально необходимы:

• низкий уровень ошибок, т.к. быстрая передача с ошибками бессмысленна, поскольку требует повторной передачи;

• качественные линии связи, специально прокладываемые для высокоскоростной и достоверной передачи данных;

• возможность работы с большой интенсивностью обмена (с большим трафиком), т.е. ЛВС должна иметь эффективный механизм управления обмена; в противном случае компьютеры будут долго ждать своей очереди на передачу, что обернется задержкой доступа к сетевым ресурсам;

• ограниченное число компьютеров, при котором механизм управления обменам может гарантировать эффективный обмен.

Т. О., можно сформулировать следующие отличительные признаки ЛВС:

• высокая скорость передачи данных;

• низкий уровень ошибок или высокая достоверность приема (допустимая вероятность ошибок должна быть порядка 10^-7-10^-8);

• эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;

• ограниченное, точно определенное число комп-ров, подключаемых к сети;

• качественные, специально прокладываемые линии связи.

Назначение ЛВС. ЛВС используются для:

• совместного использования ресурсов (дисковой память, принтеры, сканеры, выход в глобальную сеть),

• совместной (распределенной) обработки информации, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач;

• оперативного обмена информацией;

• управления сложными технологическими процессами.

Что касается содержательной стороны передаваемой в ЛВС информации, то по ЛВС может передаваться самая разная цифровая информация, а именно:

• данные,

• телефонные разговоры,

• электронные письма,

• изображения (в том числе и полноцветные динамические) и т.д.

Следует заметить, что именно задача передачи полноцветных динамических изображений предъявляет самые высоки требования к быстродействию ЛВС.

Недостатки ЛВС

Всегда следует помнить следующее.

1. Установка ЛВС сопряжена с дополнительными затратами:

• на приобретения сетевого оборудования,

• сетевого программного обеспечения,

• прокладку сетевого кабеля,

• обучение персонала,

• оплату специалиста, занимающегося управлением доступом к ресурсам и обслуживанием сети, а также отвечающего за безопасность информации в сети (сохранность и защиту от несанкционированного доступа) – сетевого администратора.

2. Сеть – прекрасная среда для распространения компьютерных вирусов. Поэтому следует принимать особые меры для защиты от вирусов.

3. Перемещение компьютеров в установленной сети сопряжено с определенными трудностями. Однако этот недостаток не распространяется на разрабатываемые и вступающие в жизнь беспроводные ЛВС (wireless networks).

К ЛВС относят сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т.д. Если такие ЛВС имеют пользователей, расположенных в разных помещениях, то эти сети часто используют инфраструктуру глобальной сети Интернет и их принято называть корпоративными сетями или сетями Intranet.

Для глобальных сетей характерно следующее:

- рассчитаны на неограниченное число абонентов

- используют, как правило, низкокачественные каналы связи и низкую скорость передачи данных 10-100 Кбит/с

- в глоб. сетях важно не качество связи, а факт ее существования.

Т.о. глоб. сеть – это сеть, охватывающая большую территорию и обладающая вышеуказанными признаками. Пример – сеть Internet, охватывает весь земной шар.

В компьютерных сетях широко используются понятия клиент и сервер.

На аппаратном уровне под сервером понимается компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам, которые называют клиентами или рабочими станциями. Сам сервер не использует ресурсы других компьютеров.

В сети может быть несколько серверов, и совсем не обязательно сервер - это самый мощный компьютер. Сервер может быть выделенным и невыделенным:

• выделенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами;

• невыделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами.

Специфический тип сервера - это сетевой принтер.

С рабочих станций пользователи получают доступ к ресурсам компьютерной сети. Каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

На программном уровне под сервером и клиентом понимаются процессы (программы или приложения), выполняющие, соответственно, функции предоставления и использования сетевых ресурсов.

Различают одноранговые и серверные сети.

В одноранговых сетях все компьютеры равноправны (одного ранга). Здесь нет разделения клиентских функций и функции управления сетью.

В серверных сетях функции управления работой сети возлагаются на один компьютер – сервер. Такие сети называют сетями с централизованным управлением.

К достоинствам одноранговых сетей относится высокая надежность. Достоинством сетей с централизованным управлением является повышенная защита от несанкционированного доступа, более широкие возможности по управлению (администрированию) сетью.

Как правило, одноранговые сети строятся там, где в сеть объединяется небольшое число компьютеров (<20-30). Централизованное управление применяют в больших сетях, где необходимо обеспечить гибкое управление сетью и надежное разделение прав пользователей.