Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
31
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
697 Кб
Скачать

Тема 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.