Информатика.Подготовка к интернет тесту / Разделы по интернет-экзамену / Tema-21-Setevye-tehnologii-obrabotki-dannyh
.pdfТема 21 Сетевые технологии обработки данных. Компоненты вычислительных сетей
Основные понятия
Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.
В общем случае для организации работы пользователей сети с информационными ресурсами, распределенными по различным компьютерам, необходимы:
-физические объекты сетевого взаимодействия, т.е. компьютеры или другие сетевые устройства
(например, мобильные телефоны или смартфоны, имеющие сетевые интерфейсы);
-физическое соединение (кабель) или беспроводное соединение (инфракрасное или радиочастотное)
между компьютерами или другими устройствами;
-операционная система, с помощью которой организовывается совместный доступ к компьютерам и/или другим устройствам; это может быть как домашняя операционная Windows XP/Vista/7, так и специализированная сетевая операционная система Windows Server.
-общий набор используемых сетевых протоколов;
-сетевые клиенты, т.е. программы, с помощью которых один компьютер может получить доступ к другому компьютеру.
Классификация компьютерных сетей
I По ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ сети делятся на:
1)широковещательные сети, которые обладают единым каналом связи, совместно используемым всеми машинами сети,
2)сети с передачей от узла к узлу состоят из большого количества соединенных пар машин.
Обычно небольшие сети используют широковещательную передачу, тогда как в крупных сетях применяется передача от узла к узлу.
II По РАЗМЕРАМ сети делятся на:
1)локальные (ЛВС — локальные вычислительные сети или LAN — Local Area Network) - сети, размещающиеся, как правило, в одном здании или на территории какой-либо организации размерами до нескольких километров,
2)муниципальные или региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network), являющиеся увеличенными версиями локальных сетей. Такие сети могут объединять несколько предприятий корпорации или город,
3)глобальные сети (WAN - Wide Area Network или ГВС), охватывающие значительную территорию, часто целую страну или даже континент. Они объединяют множество машин, предназначенных для выполнения приложений. Эти машины называются хостами.
Устройства коммутации компьютеров в сетях
Концентраторы (hub)
Концентраторы позволяют компьютерам в сети обмениваться данными. Концентратор пересылает данные всем подключенным к нему компьютерам, включая и тот, с которого была отправлена информация.
Коммутаторы (switch)
Коммутаторы работают таким же образом, как и концентраторы, но передают данные только тем компьютерам, которым эти данные предназначаются.
Концентраторы и коммутаторы предназначены только для организации локальной сети.
Маршрутизаторы (router) или шлюзы
Маршрутизаторы (роутеры или шлюзы)
позволяют компьютерам обмениваться данными как в текущей сети, так и между двумя отдельными,
например, между домашней сетью и Интернетом. Маршрутизатор получил свое название благодаря своей способности направлять сетевой трафик. Маршрутизаторы могут быть проводными (с использованием Ethernetкабелей) или беспроводными.
Аппаратные средства и протоколы обмена информацией
Аппаратные средства
Аппаратное обеспечение локальной вычислительной сети включает рабочие станции, сервер, коммуникационное оборудование.
Основное техническое устройство сети - компьютер. Подавляющая часть компьютеров в сети являются абонентскими пунктами, т.е. обслуживают конечных пользователей - потребителей информации.
Рабочая станция – абонентская система, специализированная на выполнении определенных задач пользователя.
Сервер – сетевой компьютер, на котором находятся доступные клиентам ресурсы. Для хранения файлов, предназначенных для общего доступа пользователей сети, используется файл-сервер.
Транспортной основой глобальных сетей выступают коммутируемые и выделенные телефонные линии и каналы (как обычные, медные, так и оптоволоконные и спутниковые).
Коммуникационное оборудование – соединительные кабели и пр.
Непременным оборудованием абонентского пункта является модем - устройство преобразования цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. Преобразование это необходимо (по крайней мере, в настоящее время) при использовании телефонных линий связи общего назначения, приспособленных к передаче аналоговых сигналов звуковой частоты (т.е. модулированного электрического тока).
Поскольку сеть объединяет компьютеры различных типов, работающие в разнородных ОС, важнейшим моментом при организации сети является система протоколов.
Протокол - совокупность правил и технических процедур, согласно которым компьютеры взаимодействуют между собой.
Протоколы обмена информацией
Международный стандарт OSI/ISO (OSI - Open Systems Interconnect, ISO - название международной организации по стандартизации) предусматривает 7 уровней протоколов. Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов, и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.
Модель OSI
Тип |
|
Уровень |
|
Функции |
|
Протоколы |
данных |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FTP - |
протокол |
копирования |
|
|
|
7. Прикладной |
|
Доступ к сетевым службам. Задачами этого уровня |
|
файлов, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Telnet - удаленный доступ в |
|
|||||
|
|
|
является копирование файлов, обмен почтовыми |
|
|
|||||
|
|
уровень |
|
сеть, |
|
|
|
|||
|
|
|
сообщениями и управление сетью. |
|
|
|
IMAP4 - |
|
||
|
|
|
|
|
|
SMTP, |
POP3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Данные |
|
|
|
|
|
|
протоколы почтового обмена |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Уровень |
|
Представление и кодирование данных. |
Уровень |
|
DNS, LDAP, NetBIOS/IP |
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
представления отвечает за возможность |
диалога |
|
|
|
|
|
|
|
|
представления |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
между приложениями на разных машинах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Сеансовый |
|
Управление сеансом связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
уровень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TCP - |
протокол |
управления |
|
Сегменты |
|
4. Транспортный |
|
Прямая связь между конечными пунктами и |
|
передачей |
|
|
||
|
|
|
NCP - Netware Core Protocol |
|
||||||
|
|
надежность |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
SPX - |
упорядоченный обмен |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
пакетами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Сетевой уровень отвечает за деление пользователей |
|
IP - протокол Internet , |
|
|||
Пакеты |
|
3. Сетевой |
|
на группы (адресацию) и управление сетью: |
|
IPX - |
протокол |
межсетевого |
|
|
|
|
|
|
определение маршрута и логическая адресация |
|
обмена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Кадры |
|
2. Канальный |
|
Физическая адресация |
|
|
Ethernet, Token Ring, FDDI |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Биты |
|
1. Физический |
|
Работа со средой передачи, сигналами и двоичными |
|
IRDA, USB, Ethernet |
|
|||
|
|
|
||||||||
|
|
данными. На этом уровне работают концентраторы |
|
|
|
|
|
|||
|
уровень |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
(хабы), коммутаторы (свитчи) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бит в секунду, бит/с (англ. bits per second, bps) – базовая единица измерения скорости передачи информации, используемая на физическом уровне сетевой модели OSI или TCP/IP.
Для обозначения больших скоростей передачи применяют более крупные единицы, образованные с помощью приставок системы СИ кило-, мега-, и т.д.:
Килобиты в секунду – Кбит/c (Кbps), Мегабиты в секунду – Мбит/c (Mbps). Гигабиты в секунду – Гбит/c (Gbps).
Организация локальных сетей
1)Для того чтобы организовать сеть, необходимо, чтобы у каждого компьютера был сетевой адаптер (СА). Платы сетевого адаптера (СА) выступают в качестве физического соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в слоты расширения материнской платы (разъем PCI) всех сетевых компьютеров и серверов или интегрируются на материнскую плату.
2)Установить драйвер. Драйверы поставляются на компакт-дисках вместе с сетевыми адаптерами или системными платами.
Программное обеспечение, управляющее работой ЛВС с централизованным управлением, состоит из двух частей:
- сетевой операционной системы, устанавливаемой на сервере, - программного обеспечения на рабочей станции, представляющего набор программ, работающих под
управлением операционной системы, которая установлена на рабочей станции.
Сетевые кабели
В большинстве сетей применяются три основные группы кабелей.
1)Витая пара (twisted pair), неэкранированная (unshielded) и экранированная (shielded).
Витая пара — это два перевитых изолированных медных провода.
2)Коаксиальный кабель.
Коаксиальные кабели состоят из двух проводников, окруженных изолирующими слоями.
3) Оптоволоконный кабель.
В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов.
Беспроводное соединение компьютеров
Беспроводная связь на радиоволнах СВЧ диапазона может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно.