3.1. Компьютерные сети. Понятие сети. Классификация по территориальному признаку, топологии, методу коммутации. Конвергенция компьютерных сетей.

«Компьютерная (вычислительная) сеть (КС)– это совокупность нескольких ЭВМ или вычислительных систем, объединенных между собой средствами телекоммуникаций в целях эффективного использования вычислительных и информационных ресурсов при выполнении информационно-вычислительных работ» [2, с.39].

«Архитектура КС может рассматриваться с двух точек зрения. Во-первых, с точки зрения топологии КС, т.е. каким образом организована сеть на физическом уровне. Во-вторых, с точки зрения ее логической организации, которая включает такие вопросы, как организация доступа пользователей к информационным ресурсам КС, их иерархия, взаимоотношения между компьютерами, сегментами КС, распределения информационных ресурсов по сети (сервера, базы данных и т.д.), управления сетью в целом и др. При построении КС важным является выбор физической организации связей между отдельными компьютерами, т.е. топологии сети. Топология – описание физических соединений в LAN(или логических связей между узлами), указывающее, какие пары узлов могут связываться между собой. Существует большое количество вариантов сетевых топологий» [2, с.42].

Классификация КС по топологии[2, с.42–44] – наиболее распространенные сетевые топологии:

1. «шина – кабель, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию»;

2. «звезда – узлы объединены с центром кабелями-лучами»;

3. «кольцо – узлы объединены в сеть замкнутой кривой»;

4. «смешанная топология – комбинация топологий, перечисленных выше».

Классификация КС по топологии[3, с.472–475]:

2. шинные (линейные, bus);

3. кольцевые (петлевые, ring);

4. радиальные (звездообразные, star);

5. распределенные звездообразные (сотовые, cellular);

6. иерархические (древовидные, hierarchy);

7. полносвязные (сетка, mesh);

8. смешанные (гибридные).

Классификация КС по территориальному признаку[2, с.40–41]:

1. локальные компьютерные сети(LAN–LocalAreaNetwork).

На логическом уровне локальные сети могут быть [2, с.44–45] одноранговые и с выделенным сервером;

2. региональные компьютерные сети(MAN–MetropolitanAreaNetwork);

3. глобальные компьютерные сети(WAN–WideAreaNetwork).

Классификация КС по методу коммутации[2, с.50–51]:

1. «Сети с коммутацией каналов».

2. «Коммутация пакетов».

3. «Под коммутацией сообщений».

Конвергенция компьютерных сетей.

Справка Windows: Конвергенция– процесс стабилизации системы после изменений в сети. При маршрутизации, если маршрут становится недоступным, маршрутизаторы отправляют по объединенной сети сообщения, обновляя сведения о предпочтительных маршрутах. Применительно к компоненту «Балансировка нагрузки сети» конвергенция представляет собой процесс, посредством которого узлы обмениваются сообщениями для определения нового устойчивого состояния и выбора узла с наивысшим приоритетом, называемого основным. Во время конвергенции новое распределение нагрузки определяется для узлов, участвующих в управлении сетевым трафиком конкретных портов TCP или UDP.

3.2. Стандартизация компьютерных сетей. Понятие интерфейса и протокола компьютерных сетей, стека сетевых протоколов. Понятие «открытой» системы. Модель osi.

Протоколами компьютерных сетейназываются формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются модули, лежащие на одном уровне, но в различных компьютерах [2, с.47].

«Протокол– это набор правил и методов взаимодействия объектов вычислительной сети, охватывающий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия, обеспечивающие корректность согласования, преобразования и передачи данных в сети. Реализацией протокольных процедур обычно управляют специальные программы, реже аппаратные средства» [3, с.475].

Интерфейс компьютерных сетей– это правила взаимодействия модулей, находящихся в одном компьютере и реализующих протоколы соседних уровней; эти правила определяют набор сервисов, предоставляемых данным уровнем соседнему уровню [2, с.47].

Стек коммуникационных протоколов- иерархически организованный набор протоколов для взаимодействия компьютеров в сети. Коммуникационные протоколы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней, как правило, реализуются комбинацией программно-аппаратных средств, а протоколы верхних уровней – чисто программными средствами.

Набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети, называется стеком коммуникационных протоколов» [3, с.478].

«Открытой» системойявляется система, имеющая «опубликованные, общедоступные спецификации и стандарты, принятые в результате достижения согласия многих разработчиков и пользователей после всестороннего обсуждения» [2, с.50]. Такая модель «доступна всем разработчикам и для ее использования не требуется получения специальных лицензий» [2, с.50].

Модель взаимодействия открытых систем (OSI–OpenSystemInterconnection) была разработана в начале 1980-х годов. Данная модель является стандартной моделью сетевого взаимодействия, в которой все протоколы сети делятся на семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный, прикладной [2, с.48].

3.3. Локальные компьютерные сети (LAN). Методы доступа в LAN. Сервер, рабочая станция. Коммутационное и соединительное оборудование LAN; среда передачи данных сети, ее виды, преимущества и недостатки (самостоятельное изучение).

Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Среда передачи данных сети, ее виды, преимущества и недостатки.

Методы доступа в LAN.

1. Постоянная связь компьютеров (двух и более) внутри сети по некоммутируемой линии связи. Для физического подключения используется специальное устройство – сетевой адаптер (сетевая карта), и специальное ПО – драйверы для сетевых адаптеров.

2. Связь между компьютерами устанавливается по коммутируемой линии только на время сеанса обмена данными между ними. Для подключения используется специальное устройство – модем (позволяет производить обмен данными между компьютерами по телефонной линии). Передающий модем переводит цифровые сигналы в аналоговые. Принимающий осуществляет перевод аналоговых сигналов в цифровые.

Сервер, рабочая станция[4, с.156]

Примеры серверов: файловый сервер, сервер баз данных, веб-сервер, почтовый сервер, сервер телекоммуникаций, вычислительный сервер.

Рабочая станция– это компьютер, на котором работает пользователь сети, подключенный к компьютерной сети и использующий собственную операционную систему, имеющий доступ к аппаратно-программным и информационным ресурсам сети.

Коммутационное и соединительное оборудование сети.

Коммутационное оборудование:

Концентратор (hub).

Повторитель (repeater).

Мост (bridge).

Коммутатор (switch).

Маршрутизатор (router).

Шлюз.

Соединительное оборудование:

Коннектор.

Кабельные адаптеры и разветвители.