Федеральное Агентство Связи Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»
Центр заочного обучения по программам бакалавриата
Кафедра «Информационной безопасности»
Дисциплина: Сетевые технологии
Контрольная работа
«Назначение и функции вычислительных сетей.
Классификация вычислительных сетей по различным критериям, основные решаемые задачи, требования, предъявляемые к современным сетям.»
Выполнил: Иванов Иван, студент группы БСТ17хх
Вариант: 54
Проверил:
Москва, 2020
Оглавление
Введение
Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.
Распределенная обработка данных — это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.
Компьютерная (вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Основная часть
Распределенные вычислительные системы (вычислительные сети) создаются в целях объединения информационных ресурсов нескольких компьютеров (под словом "несколько" понимается от двух до нескольких миллионов компьютеров).
Ресурсы компьютера — это прежде всего память, в которой хранится информация, и производительность процессора (процессоров), определяющая скорость обработки данных. Поэтому в распределенных системах общая память и производительность системы как бы распределены между входящими в нее ЭВМ. Совместное использование общих ресурсов сети породило такие понятия и методы, как распределенные базы и банки данных, распределенная обработка данных. В концептуальном плане вычислительные сети, как и отдельные компьютеры, являются средством реализации информационных технологий и их процессов.
По территориальной распространённости различают локальные (ЛВС) и глобальные вычислительные сети (ГВС).
Локальные вычислительные сети характеризуются тем, что объединяют между собой несколько компьютеров, которые расположены на небольшой территории. Как правило, такой формат соединения используется в рамках одного предприятия, учебного заведения или государственной структуры.
Основная задача ЛВС – обеспечение быстрого и качественного доступа к информации всем работникам, предоставление возможности пользоваться всеми сервисами для обработки и передачи данных.
Основные функции ЛВС:
Распределение данных. Принцип действия ЛВС построен на раздаче информации на все ПК от главного ПК (сервера), потому накапливать и хранить данные на каждой машине не нужно.
Распределение ресурсов технического и информационного характера.
Распределение программ. Всем пользователям сети доступны программы, установленные в сети.
Обмен электронными сообщениями. Коммуникация между сотрудниками осуществляется посредством электронной почты, которая может передавать не только текстовые сообщения, но и файлы разного формата.
Способы соединения и взаимодействия в локальные вычислительные сети.
Все ПК в сети объединяются между собой посредством проводного или беспроводного соединения. Доступ через проводные среды обеспечивают витые пары медных проводников или оптические кабели, а беспроводные – через радиоканал, который устанавливается посредством Wi-Fi, GPRS или Bluetooth.
Настройка оперативной и качественной передачи данных между всеми абонентами сети зависит от способов взаимодействия между машинами.
Глобальные вычислительные сети имеют некоторую схожесть с локальными, поскольку они созданы специально для объединения группы пользователей в одну сеть с целью поиска, передачи и обработки информации.
Глобальная вычислительная сеть охватывает очень большие территории и объединяет огромное количество компьютеров, также в ее состав могут входить и централизованные или локальные выделенные сети.
Чаще всего данные сети используются для связи выход в Интернет, где неограниченное количество абонентов может одновременно выполнять различные операции.
Работают такие соединения в основном на выделенных линиях, в них со стороны ЛВС располагается маршрутизатор, а с другой стороны – коммутатор, который обеспечивает подключение к другим частям глобальным вычислительным сетям.
Используемые протоколы:
TCP/IP
SONET/SDH
MPLS
ATM
Frame relay
Отличие ЛВС и ГВС
Наибольшим различием между сетями является то, что ЛВС рассчитана на определенное количество абонентов и охватывает сравнительно небольшие территории, а ГВС дает доступ к информации неограниченному числу потребителей в любых уголках планеты.
Принцип организации передачи данных и доступа к сетям значительно отличается, потому между этими сетями проводится четкая грань.
Стоит отметить, что все ЛВС включены в глобальную сеть, что в некоторой степени делает их схожими, но все же не объединяет в одну категорию.
Классификация вычислительных сетей по архитектуре:
Клиент-сервер Вычислительная/сетевая архитектура, в которой «задания» или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (серверами) и заказчиками услуг (клиентами). На специально выделенном вычислительной машине размещается программа-сервер, которая ожидает от программ-клиентов запросы, и предоставляет им свои ресурсы в виде данных (загрузка файлов посредством популярных протоколов HTTP, FTP, BitTorrent и др., потоковое мультимедиа или работа с базами данных), либо в виде сервисных функций (работа с электронной почтой, общение посредством систем мгновенного обмена сообщениями, просмотр веб-страниц во всемирной паутине.)
Одноранговая/децентрализованная/пиринговая сеть
(peer-to-peer)
Вычислительная сеть, в которой отсутствуют выделенные серверы, каждый узел (peer) является как клиентом, так и может выполнять функции сервера. В отличие от архитектуры «клиент-сервер», такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и сочетании доступных узлов. Однако есть и очевидные минусы данной архитектуры: в случае выхода из строя одного из клиентов, на котором, например, хранились уникальные данные в единственном экземпляре, остальные клиенты утратят доступ к этим данным. Во избежание подобных ситуаций, данные можно хранить на нескольких клиентах, однако это уже поднимает вопрос оптимальности использования дискового пространства этой сети в совокупности.
Каждая из архитектур применяется для выполнения определенных задач, и, порой, одна из них совершенно не подходит для выполнения задач другой.
Классификация ВС по типу среды передачи:
Проводные (телефонные провода, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель)
Беспроводные (передача информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)
Классификация по типу сетевой топологии:
Шина
Общий кабель, к которому подключены все рабочие станции, на концах кабеля стоят терминаторы для предотвращения отражения сигнала.
Кольцо
Каждая рабочая станция соединена с двумя соседними станциями, и в совокупности эти соединения образуют кольцо, с рабочими станциями на узлах соединений.
Двойное кольцо
Аналогично топологии «Кольцо», но с дополнительным резервным каналом связи.
Звезда
Все рабочие станции подключены к центральному узлу (напр. коммутатору), через который проходит вся информация между станциями.
Ячеистая
Похоже на топологию «звезда» и «кольцо». Центральными узлами выступают рабочие станции.
Решетка
Топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решетку.
Дерево
Топология сетей, в которой каждый узел более высокого уровня связан с узлами более низкого уровня звездообразной связью, образуя комбинацию звезд.
Смешанная топология
Топология, предполагающая использование всех других типов топологий в подсетях единой сети.
Fat Tree
Топология дерево для суперкомпьютеров.
(Прошу учитывать, что мной представлены очень грубые описания топологий, лишь для представления общей картины.)
Классификация по функциональному назначению:
Сети хранения данных
Архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных (дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические приводы) к серверам таким образом, чтобы ОС распознавала подключенные ресурсы, как локальные.
Серверные фермы
Группа серверов, соединенных между собой в единую сеть передачи данных и работающих как единое целое.
Сети управления процессом
Система коммуникаций, используемая для автоматизации производственных промышленных процессов (для передачи инструкций и данных между блоками управления, измерения, оборудованием диспетчерского управления и сбора данных)
Сети SOHO, домовые сети
Сети для маленких/домашних офисов, и для домашнего пользования.