ОКР Моделирование
.pdf38.Организация компьютерной сети. Особенности.
Основные задачи организации сети:
Перенос информации на большие расстояния (сотни и тысячи километров);
Совместное использование несколькими компьютерами дорогостоящих аппаратных, программных и информационных ресурсов (например, процессор, накопители, принтеры, базы данных, ПО);
Обеспечение возможности совместной работы над большим проектом, с доступом к последним версиям файлов.
Способы организации межкомпьютерной связи:
1.Прямое соединение — объединение рядом расположенных компьютеров через коммуникационные порты с помощью специального кабеля.
2.Передача данных через модем — использование проводных или спутниковых линий связи для передачи данных.
3.Компьютерная сеть — объединение компьютеров в единую сеть.
При создании связи одному из компьютеров назначается роль сервера (поставщика ресурсов), а другому — клиента (пользователя ресурсов). Сервер обслуживает другие компьютеры, управляя распределением ресурсов, а клиент (или рабочая станция) получает доступ к этим ресурсам.
Клиент-серверная модель:
Сервер — высокопроизводительный компьютер с большим объёмом памяти, который обслуживает другие компьютеры, управляя доступом к общим ресурсам (программам, данным, периферийным устройствам).
Клиент — любой компьютер с доступом к серверу. В некоторых случаях один компьютер может быть одновременно клиентом и сервером, предоставляя свои ресурсы и используя ресурсы других.
Коммуникационные протоколы и их особенности: Для совместимости интерфейсов различных компьютеров создаются специальные протоколы коммуникации — наборы правил для передачи данных, регулирующие скорость, формат и контроль ошибок. Для передачи данных данные делятся на пакеты — блоки фиксированного размера. Пакеты нумеруются для последующего восстановления последовательности, к ним добавляется служебная информация: адрес получателя, адрес отправителя, длина данных и контрольная сумма для проверки ошибок.
Процесс "рукопожатия" (HandShake) — при установлении связи устройства обмениваются сигналами для согласования каналов и протоколов, что гарантирует корректность соединения.
Определение и компоненты компьютерной сети:
Компьютерная сеть — система компьютеров, соединенных каналами связи и коммутационными устройствами для обмена сообщениями и доступа к ресурсам. Сеть состоит из узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и ветвей (каналов связи).
Ветви сети — соединительные пути между узлами. Узлы могут быть оконечными (расположены в конце одной ветви), промежуточными (на концах нескольких ветвей) или смежными (соединены напрямую).
Топология сети:
Физическая топология — внешний вид сети, включая расположение узлов, промежуточных устройств, кабелей и портов.
Логическая топология — схема передачи пакетов в сети. Основные виды топологий: o Линейная (содержит два оконечных узла и несколько промежуточных),
o Кольцевая (каждый узел связан с двумя соседними), o Звездная (в центре сети один промежуточный узел).
39.Архитектура компьютерной сети. Модель OSI.
Архитектура компьютерной сети — это структура сети передачи данных, определяющая топологию, устройства и правила их взаимодействия. В ее рамках решаются задачи кодирования, адресации, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети, обеспечивая единую систему для обмена данными и распределения ресурсов.
Модель OSI — семиуровневая модель, стандартизующая взаимодействие сетевых систем и описывающая архитектуру сети. Она представляет процесс передачи данных через последовательные уровни, где каждый выполняет свои задачи и взаимодействует с соседними уровнями.
Уровни модели OSI:
1.Физический уровень: нижний уровень, отвечающий за физическую передачу битов через носитель данных. Данные передаются по кабелям или беспроводным каналам (например, Wi-Fi, Bluetooth, GSM, 4G). Основной элемент на этом уровне – бит.
2.Канальный уровень: формирует и передает кадры, решает задачу адресации при передаче информации. Состоит из двух подуровней – MAC (контроль доступа к среде, отвечает за присвоение физических адресов) и LLC (контроль логической связи, управляет передачей данных и проверкой ошибок). Устройства, работающие на этом уровне, – коммутаторы.
3.Сетевой уровень: выполняет маршрутизацию данных, организуя передачу данных через сеть. Протокол ARP преобразует MAC-адреса в IP-адреса. На этом уровне работают маршрутизаторы.
4.Транспортный уровень: посредник между устройствами сети и приложениями, он делит данные на сегменты или датаграммы в зависимости от протокола (TCP для данных, чувствительных к потерям, и UDP для мультимедийных файлов, где важнее скорость, чем точность). Примеры – пакеты TCP и датаграммы UDP.
5.Сеансовый уровень: управляет взаимодействием между приложениями, синхронизируя и контролируя сессии (например, синхронизация аудио- и видеопотоков в видеозвонке).
6.Уровень представления: преобразует данные для представления пользователю, переводя их из одного формата в другой (например, из ASCII в UTF-8), шифрует и декодирует данные.
7.Прикладной уровень: взаимодействует с пользователем и предоставляет интерфейс для доступа к данным. Протоколы уровня – HTTP, FTP, DNS, которые взаимодействуют с протоколами транспортного уровня (TCP и UDP).
Вмодели OSI на разных уровнях используются следующие единицы данных:
1.Физический уровень — биты.
2.Канальный уровень — кадры (фреймы).
3.Сетевой уровень — пакеты.
4.Транспортный уровень — сегменты (TCP) или дейтаграммы (UDP).
5.Сеансовый уровень — сообщения (месседжи).
6.Уровень представления — данные.
7.Прикладной уровень — данные.
Инкапсуляция и декапсуляция
Процесс передачи данных сопровождается инкапсуляцией (упаковкой данных для передачи) и декапсуляцией (их восстановлением у получателя). Каждый уровень модели OSI преобразует данные в свой блок данных протокола (PDU).