Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
информатика теория.docx
Скачиваний:
80
Добавлен:
24.03.2016
Размер:
69.3 Кб
Скачать

1.

Сеть - это совокупность программных, технических и коммуникаци­онных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычисли­тельных ресурсов.

Сеть позволяет:

построить   распределенные   хранилища   информации   (базы данных);

расширить перечень решаемых задач по обработке информации;

повысить надежность информационной системы за счет дублирования работы ПК;

создать  новые  виды   сервисного  обслуживания,   например электронную почту;

снизить стоимость обработки информации.

Характеристики сетей:

открытость. Заключается в обеспечении возможности под­ключения в контур сети любых типов современных ПК;

ресурсы. Значимость и ценность сети должны определяться на­бором хранимых в ней знаний, данных и способностью техниче­ских средств оперативно их представлять либо обрабатывать;

надежность. Трактуется как обеспечение высокого показателя «наработки на отказ» за счет оперативных сообщений об аварий­ном режиме, тестирования, программно-логического контроля и дублирования техники;

динамичность. Заключается в минимизации времени отклика сети на запрос пользователя;

интерфейс. Предполагается, что сеть обеспечивает широкий набор сервисных функций по обслуживанию пользователя и пре­доставлению ему запрашиваемых информационных ресурсов;

автономность. Понимается как возможность независимой ра­боты сетей различных уровней;

коммуникации. К ним предъявляются особые требования, связан­ные с обеспечением четкого взаимодействия ПК по любой принятой пользователем конфигурации сети. Сеть обеспечивает защиту данных от несанкционированного доступа, автоматическое восстановление работоспособности при аварийных сбоях, высокую достоверность пе­редаваемой информации и вычислительных процедур.

Важнейшей характеристикой сети является топология, опреде­ляемая структурой соединения ПК в сети. Различают два вида то­пологии — физическая и логическая. Под физической топологией понимается реальная схема соединения узлов сети каналами связи, а под логической — структура маршрутов потоков данных между уз­лами.

Наиболее обширно представлена классификация сетевых тех­нологий по признаку «охват территории».

Использование персональных компьютеров (ПК) в составе локальных вычислительных сетей (ЛВС) обеспечивает постоянное и оперативное взаимодействие между отдельными пользователями в пределах коммерческой либо научно-производственной структуры. Все ее компоненты сети (ПК, каналы ком­муникаций, средства связи) физически размещаются на небольшой территории одной организации или ее отдельных подразделений.

Территориальной    (региональной)   называют    сеть,  компьютеры которой находятся на большом удалении друг от друга, как правило, от десятков до сотен километров.  Иногда территориальную сеть называют корпоративной или ведомственной. Такая сеть обеспечивает обмен данными между имеющими доступ к ресурсам сети абонентами потелефонным каналам сети общего назначения, каналам сети «Телекс», а также по спутниковым каналам связи. Количество абонентов сети не ограничено. Им гарантируется надежный обмен данными в режиме «реального времени», передача факсов и телефонных (телексных) сообщений в заданное время, телефонная связь по спутниковым каналам.   

Основная задача федеральной сети — создание магистральной сети передачи данных с коммутацией пакетов и предоставление услуг по передаче данных в реальном масштабе времени широкому кругу пользователей, к числу которых относятся и территориальные сети.

Глобальные сети обеспечивают возможность обще­ния по переписке и телеконференции. Основная задача глобальной сети — обеспечение абонентам не только доступа к компьютерным ресурсам, но и возможности взаимодействия между собой различ­ных профессиональных групп, рассредоточенных на большой тер­ритории.

Основные требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям

Вычислительная сеть создается для обеспечения потенциального доступа к любому ресурсу сети для любого пользователя сети. Качество доступа к ресурсу как глобальная характеристика функционирования сети может быть описана многими показателями, выбор которых зависит от задач, стоящих перед вычислительной сетью. Среди основных показателей можно выделить следующие: производительность; надежность; управляемость; расширяемость; прозрачность.

Производительность Производительность вычислительной сети может быть оценена с разных позиций. С точки зрения пользователя, важным числовым показателем производительности сети является время реакции системы, особенно в той части, которая относится к работе сети. Время реакции - это время между моментом возникновения запроса и моментом получения ответа. Время реакции зависит от многих факторов, таких как используемая служба сети, степень загруженности сети или отдельных сегментов и др. Поэтому при оценке производительности работы сети определяется среднее время реакции. Пропускная способность сети определяется количеством информации, переданной через сеть или ее сегмент в единицу времени. Пропускная способность сети характеризует, насколько быстро сеть может выполнить свою основную задачу передачи информации. Пропускная способность определяется в битах в секунду.  Надежность Надежность работы вычислительной сети определяется надежностью работы всех ее компонентов. Для повышения надежности работы аппаратных компонентов обычно используют дублирование, когда при отказе одного из элементов функционирование сети обеспечат другие. При работе вычислительной сети должна обеспечиваться сохранность информации и защита ее от искажений. Как правило, информация в сети хранится в нескольких экземплярах (для повышения надежности). В этом случае необходимо обеспечить согласованность данных (например, идентичность копий при изменении информации). Одной из функций вычислительной сети является передача информации (передача осуществляется порциями, которые называются пакетами), во время которой возможны ее потери и искажения. Для оценки надежности исполнения этой функции используются показатели вероятности потери пакета при его передаче, либо вероятности доставки пакета. В Современных вычислительных сетях важное значение имеет другая сторона надежности - безопасность. Это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа. Задачи обеспечения безопасности решаются применением как специального программного обеспечения, так и соответствующих аппаратных средств. Управляемость При работе вычислительной сети, которая в идеале объединяет отдельные компьютеры в единое целое, необходимы средства не только для наблюдения за работой сети, сбора разнообразной информации о функционировании сети, но и средства управления сетью. В общем случае система управления сетью должна предоставлять возможность воздействовать на работу любого элемента сети. Должна быть обеспечена возможность осуществлять мероприятия по управлению с любого элемента сети. Управлением сетью занимается администратор сети или пользователь, которому поручены эти функции. Обычный пользователь, как правило, не имеет административных прав. Другими характеристиками управляемости являются возможность определения проблем в работе вычислительной сети или отдельных ее сегментов, выработка управленческих действий для решения выявленных проблем и возможность автоматизации этих процессов при решении похожих проблем в будущем. Расширяемость Любая вычислительная сеть является развивающимся объектом, и не только в плане модернизации ее элементов, но и в плане ее физического расширения, добавления новых элементов сети (пользователей, компьютеров, служб). Существование таких возможностей, трудоемкость их осуществления входят в понятие расширяемости. Другой похожей характеристикой является масштабируемость сети, которая определяет возможность расширения сети без существенного снижения ее производительности. Обычно одноранговые сети обладают хорошей расширяемостью, но плохой масштабируемостью. В таких сетях легко добавить новыйкомпьютер, используя дополнительный кабель и сетевой адаптер, но существуют ограничения на количество подключаемых компьютеров в связи с существенным падением производительности сети. В многосегментных сетях используются специальные коммуникационные устройства, которые позволяют подключать к сети значительное количество дополнительных компьютеров без снижения общей производительности сети. Прозрачность Прозрачность вычислительной сети является ее характеристикой с точки зрения пользователя. Эта важная характеристика должна оцениваться с разных сторон. Прозрачность сети предполагает скрытие (невидимость) особенностей сети от конечного пользователя. Пользователь обращается к ресурсам сети как к обычным локальным ресурсам компьютера, на котором он работает. Вычислительная сеть объединяет компьютеры разных типов с разными операционными системами. Пользователю, у которого установлена, например, Windows, прозрачная сеть должна обеспечивать доступ к необходимым ему при работе ресурсам компьютеров, на которых установлена, например, UNIX. Другой важной стороной прозрачности сети является возможность распараллеливания работы, между разными элементами сети. Вопросы назначения отдельных параллельных заданий отдельным устройствам сети также должны быть скрытыми от пользователя и решаться в автоматическом режиме. Интегрируемость Интегрируемость означает возможность подключения к вычислительной сети разнообразного и разнотипного оборудования, программного обеспечения от разных производителей. Если такая неоднородная вычислительная сеть успешно выполняет свои функции, то можно говорить о том, что она обладает хорошей интегрируемостью. Современная вычислительная сеть имеет дело с разнообразной информацией, процесс передачи которой сильно зависит от типа информации. Передача традиционных компьютерных данных характеризуется неравномерной интенсивностью. При этом нет жестких требований к синхронности передачи. При передаче мультимедийных данных качество передаваемой информации в существенной степени зависит от синхронизации передачи. Сосуществование двух типов данных с противоположными требованиями к процессу передачи является сложной задачей, решение которой является необходимым условием вычислительной сети с хорошей интегрируемостью. Основным направлением развития интегрируемости вычислительных сетей является стандартизация сетей, их элементов и компонентов. Все стандарты можно разделить на следующие виды: стандарты отдельных фирм; стандарты специальных комитетов и объединений, создаваемых несколькими фирмами;  стандарты национальных организаций по стандартизации; международные стандарты. Работы по стандартизации вычислительных сетей ведутся большим количеством организаций. Среди них необходимо выделить те, которые давно и успешно работают в области стандартизации вычислительных сетей. Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization - ISO). Эта организация известна разработкой модели взаимодействия открытых систем, которая в настоящее время является основной, своего рода "эталонной" моделью вычислительной сети. Эта модель является основой стандартизации в области вычислительных сетей. Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) - организация при Организации Объединенных Наций, в которой существует телекоммуникационный сектор (ITU-T). ITU-T отвечает за разработку стандартов в области телекоммуникационного оборудования и услуг (телефонии, электронной почты, факсимильной связи, телетекста, телекса, передачи данных, аудио- и видеосигналов). Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике - Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE - национальная организация США, определяющая стандарты электронных коммуникаций. Самыми известными его стандартами являются стандарты, разработанные группой 802 (802.1, 802.2, 802.3 и 802.5), которые описывают общие понятия, используемые в области локальных сетей. Европейская ассоциация производителей компьютеров (ЕСМА) - некоммерческая организация, активно сотрудничающая с ITU-T и ISO. Она занимается разработкой стандартов и технических обзоров, относящихся к компьютерной и коммуникационной технологиям. Американский национальный институт стандартов - American National Standarts Institute, ANSI. ANSI представляет США в международной организации ISO. Стандарт технологии FDDI является разработкой этого института.

10. 1.3. Классификации вычислительных сетей Классификация по территориальному признаку Локальная сеть, Local Area Network (LAN), объединяет компьютеры, как правило, одной организации, которые располагаются компактно в одном или нескольких зданиях. Размер локальной сети не превышает нескольких километров. Небольшие расстояния между компьютерами экономически оправдывают прокладку новых высококачественных линий связи, которые позволяют использовать простые алгоритмы и процедуры передачи данных и относительно дешевые коммуникационные устройства. Пропускная способность современных локальных сетей достигает 1000 Мбит/с. Время обращения к сетевым ресурсам соизмеримо со временем обращения к локальным ресурсам рабочей станции. Высокое качество передачи данных дает возможность сети предоставлять пользователю широкий спектр услуг: файловую службу, печать, факс, электронную почту, сканер, базы данных и другие услуги, реализация которых отдельно на локальном компьютере непозволительно дорога. Каналы связи могут использоваться совместно сразу многими компьютерами сети. При этом возможно использование современных методов передачи данных, позволяющих сгладить неравномерность нагрузки на линии связи при передаче компьютерных данных (метод коммутации пакетов описывается далее). Локальные сети обладают плохой масштабируемостью, так как используемые в & них технологии накладывают жесткие ограничения на длину линий связи и количество подключаемых компьютеров. Глобальные сети, Wide Area Network (WAN), объединяют компьютеры, которые могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга. В общем случаекомпьютер может находиться в любой точке земного шара. Это обстоятельство, делает экономически невозможным прокладку линий связи к каждому компьютеру. При организации WAN-сетей используются уже существующие линии связи, например телефонные линии. Эти линии прокладывались для целей, отличных от передачи компьютерных данных. Качество таких линий связи, как правило, С очень низкое, что требует использования специальных сложных алгоритмов и процедур передачи данных и дорогой аппаратуры. Скорость обмена данных существенно ниже, чем в LAN-сетях. Количество предоставляемых услуг меньше. Линия связи, как правило, используется монопольно отдельной парой компьютеров на время их связи, что не способствует эффективному использованию каналов связи. Глобальные сети обладают хорошей масштабируемостью. Подключение дополнительных компьютеров практически не влияют на общие показатели всей сети. Особенности современных локальных и глобальных вычислительных сетей Основное отличие локальных сетей от глобальных заключается в использовании качественных линий связи. Все остальные отличия являются производными. В настоящее время в глобальных сетях улучшается качество каналов связи. Ярким примером может служить применение оптоволоконной техники, стоимость которой приблизилась к стоимости традиционных линий связи. Скорость передачи данных существенно возросла и приблизилась к скорости передачи данных в локальных сетях. В результате службы, которые были прерогативой локальных сетей, стали активно применяться и в глобальных сетях. Наблюдается и обратное проникновение технологий. В локальных сетях применяются транспортные технологии глобальных сетей. Наряду с разделяемыми линиями связи, стандарты локальных сетей поддерживают работу по индивидуальным линиям связи. Разработанные для применения в глобальных открытых сетях методы защиты информации от несанкционированного доступа находят широкое применение в локальных сетях. Эта необходимость вызвана тем обстоятельством, что обособленные ранее локальные сети объединяются, используя глобальные связи. Локальные сети становятся доступными практически для любого пользователя глобальной сети.  Процесс переноса технологий глобальных сетей в мир локальных сетей получил в последнее время самое широкое развитие. Появилось понятие intranet-технология, которое обозначает применение служб глобальных сетей для реализации целей, которые ставятся перед локальными сетями. Масштабы локальных сетей перестали определяться лишь территориальными признаками.

Классификация по масштабу сети Локальные сети рабочих групп объединяют небольшое количество компьютеров, работающих, как правило, под управлением одной операционной среды. В сети выделен один компьютер, который выполняет сетевые службы, например файловый сервер, сервер печати, сервер факса. Локальные сети отделов могут объединять компьютеры целого отдела. Количество компьютеров может быть в несколько раз больше, чем в сетях рабочих групп. Сетевые службы могут быть распределены между отдельными выделенными компьютерами-серверами. Оба типа локальных сетей используют одну из базовых технологий. Эти сети можно назвать классическими локальными сетями. Территориально они могут занимать небольшую площадь, одно - два здания. Сети кампусов преследуют цель объединения нескольких мелких сетей в одну большую Сеть. Такие сети могут занимать большие территории. При объединении сетей в одну необходимо решать вопросы интеграции разнородных технологий, программного и аппаратного обеспечения. Значительный сетевой трафик локализован в рамках сетей отделов и рабочих групп. Сеть кампусов решает задачи взаимодействия отдельных сетей, обеспечивает доступ к общесетевым ресурсам, как правило, дорогостоящим. При объединении не используются глобальные связи. Корпоративные сети объединяют компьютеры и сети в рамках одного предприятия или корпорации. Территориальный признак не имеет никакого значения. Такие сети могут охватывать любую часть земного шара. Для соединения удаленных сетей, и компьютеров используются телекоммуникационные средства, телефонныелинии, спутниковая связь и другие современные средства. Корпоративные сети обладают высокой степенью разнородности и разнотипности используемого оборудования, программ и технологий. При этом такие сети должны образовывать единое целое с возможностью доступа к любому ресурсу с приемлемым временем реакции. На примере корпоративных сетей можно проследить процесс взаимного проникновения технологий локальных и глобальных сетей, рождение новой intranet-технологии.

РЕФЕРАТ

На тему: «Компоненты вычислительных сетей»

2009

Содержание

Введение