1. Большие ЭВМ

2. Супер ЭВМ

3. Мини ЭВМ

4. Микро ЭВМ

   1. Универсальные

      1. Многопользовательские

      2. Персональные

4.1.2.1 Переносные

4.1.2.2 Стационарные

4.2 Специализированные

4.2.1 Встраиваемые

4.2.2 Рабочие станции

04.10.12

Существует 2 подхода назначения номера узла в заголовке сетевого пакета.

1. В первом подходе номер узла назначается каждый раз новый, отличного от того который использовался на канальном уровне. Преимущество подхода – универсальность и гибкость, т.к независимо от формата адреса на канальном уровне, формат адреса на сетевом уровне остается единым. Недостаток – необходимо перенумерация узлов, причем в большинстве случаев ручным способом.

2. Второй подход – на сетевом уровне используется тот же адрес что и на канальном уровне, это избавляет от перенумерации узлов, убирается необходимость установления соответствия между адресами на канальном и сетевых уровнях. Но недостатком – очень сложная задача интерпретации адреса, присоединение сетей с разными форматами адресов.

Локализация трафика в сетях.

Трафик в сети – объем данных передаваемых в сети, может считаться общим объемом (за месяц) или ежесекундно (узнать скорость передачи). Трафик в сети складывается случайным образом, но в нем также отражаются некоторые закономерности. Закономерности возникают в следствии того, что пользователи работающие над 1 задачей чаще всего обращаются с вопросами друг к другу, или общему серверу. И только изредка появляется необходимость доступа к ресурсам других отделов или организаций. Чаще всего структура сети соответствует структуре информационных потоков. И компьютеры в зависимости от сетевого трафика разделяются на группы. Для разделения сети на сегменты используются мосты и коммутаторы. Данное устройство экранирует локальный трафик внутри сегмента. И не передают кадры данных которые предназначены для локальной сети за пределы сети. В результате использования мостов и коммутаторов сеть распадается на отдельные подсети. Позволяет более рационально подбирать пропускную способность линии связи, учитывая интенсивность трафика и активность обмена данными между группами.

Локализация трафика имеет существенные ограничения:

1. Логически сегменты сети расположенные между мостами недостаточно изолированы друг от друга, т.к они не защищены от широковещательных штормов. Это означает, если станция посылает широковещательное сообщение, передается всем станциям, всех сегментов сети. Защита осуществляется в этом случае путем ограничения количества широковещательных запросов, которые разрешается генерировать каждому узлу.

2. Используют механизмы виртуальных сегментов – приводит к полной локализации трафика. Широковещательные кадры не передаются за пределы сети, компьютеры принадлежащие к разной сети - не образуют единой сети. Для того, чтобы избавится от этих ограничений (они существуют только на канальном уровне) разработчики сетевых технологий, перевели решение данной задачи на другой уровень – сетевой.

Современная вычислительная сеть строится с использованием различных технологий. В результате возникает сложная задача объединения разнородных видов сетей, с разными протоколами. На сетевом уровне образуется единая транспортная система объединяющая несколько сетей с различным принципом передачи информации между конечными узлами. Сложная сеть может создаваться мостами коммутаторами, т.е использование канального уровня. Канальные протоколы как правило не поддерживают фрагментации пакетов. В этом случае передачи информации возможна только в сетях древовидного типа, и только между парами соседних узлов. В случае если существуют петли в сети т.е пути резервного обхода, то в этом случае повышается надежность сети может улучшаться балансировка, но в этом случае возможны сбои при передачи информации. На сетевых уровнях появилась возможность передавать данные между любыми произвольно связанными узлами сети. На сетевом уровне используются другие устройства, которые называются маршрутизаторы. Каждому маршрутизаторы подключается минимум 2 сети. И в сложных составных сетях выбор маршрутов прохождения сигнала определяется маршрутизатором и конечным узлом. Маршрут прохождения сигнала представляет собой последовательность маршрутизаторов через который должен пройти пакет. Таких маршрутов в маршрутизаторе может хранится несколько, причем как выбирать маршрут выбирает сам маршрутизатор.

Протоколы передачи данных. Протоколы маршрутных данных.

Для того чтобы передать информацию о текущей конфигурации сети, маршрутизаторы обмениваются маршрутной информацией, по специальному протоколу. Протоколы называются – протоколы обмена маршрутной информации. Пакет протокола с маршрутной информацией помещается в поле данных пакета сетевого уровня и решает задачу доставки кадров адресату через разнородную сетевую среду. С помощью этих протоколов маршрутизаторы составляют карту межсетевых связей определенной степени подробности. И принимаю решения о том, к какому следующему маршрутизатору следует передать пакет для образования рационального пути. Дополнительно к этим протоколам маршрутизации, на сетевом уровне работают также протокол отражающий адрес узла используемого на сетевом уровне в локальный адрес сети. Такие протоколы называются - Протоколы разрешения адресов (ARP).

Адресация в сетях.

В настоящее время в основном используется протоколы типа TCP/IP сеть. В компьютерной сети адрес может быть 3-х типов.

1. Адрес локального узла – в локальных сетях называется MAC адрес. МАС адрес имеет 6 байт, старшие 3 байта идентификатор производителя, оставшиеся 3 байта порядковый номер

2. ip адрес – состоит из 4-х байт записывается через точки в десятичном формате 192.168.1.1 (0-255). Этот адрес используется на сетевом уровне, назначается администратором сети, во время конфигурирования компьютера. Ip адрес состоит из двух частей. В этих 4-х байтах скрыт номер сети, 2-я часть номер узла в сети. Номер сети выбирается или произвольно, если это локальная сеть, либо назначается подразделением сети интернет NIC (network international center). Провайдеры услуг интернет получают диапазон адресов у подразделений NIC. А затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла назначается не зависимо от номера сети и не зависимо от локального адреса сети. Делением ip адреса между номером сети и номером узла – произвольная. В узел может входить несколько сетей. И соответственно может иметь несколько ip адресов. Ip адрес характеризует 1 сетевое соединение.

3. Символьный идентификатор – dns имя.

10.10.2012

Функциональная и структурная организация ЭВМ.

Функциональная организация ЭВМ – абстрактная модель ЭВМ описывающая функциональные возможности ЭВМ и предоставляемые ей услуги. Предусматриваемые абстрактной моделью функции ЭВМ реализуются на основе реальных физических средств в рамках определенной структуры. Под структурной организацией понимается некоторая физическая модель устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия основных функциональных частей ЭВМ без излишних деталей их реализации. По степени детализации различают структурные схемы на уровне устройств, блоков, узлов, элементов. Устройства наиболее крупная функциональная часть. Выполняет глобальные операции над закодированными данными. Блок – функциональный компонент, состоящий из элементов и узлов и выполняющий операции над машинными словами или управляющий такими операциями. Узел – часть ЭВМ, состоящее из более простых элементов и представляющая собой сборочную единицу. Элемент – простейшее устройство выполняющее 1 операцию над входными сигналами. Блоки и устройства часто изготавливаются в виде самостоятельных конструктивных модулей. Функциональная организация играет ведущую роль и определяет структурную организацию ЭВМ.

Обобщенная структура ЭВМ и пути ее развития.

Основной тенденцией в развитие структуры ЭВМ является разделение функций системы и максимальная специализация подсистем для выполнения этих функций.

С точки зрения специализации устройств, развитие обрабатывающей подсистемы в большей степени чем у остальных идет путем разделения функций. Средство управления и средство обработки становятся более специализированными. Меняются функции центрального устройства управления. Ряд функций передается в другие подсистемы, и развиваются средства параллельной обработки нескольких команд (супер скалярная обработка). Подсистема памяти имеет иерархическую структуру, которая состоит из нескольких уровней. Это:

1. Сверх оперативный уровень (локальная память процессора) + КЭШ память 1 и 2 уровня.

2. Оперативный уровень (оперативная память + дисковый КЭШ).

3. Внешний уровень (внешние запоминающие устройства).

Каждый уровень состоит из запоминающих устройств (ЗУ) с различными быстродействием и емкостью. Методами повышения производительности является:

1. Увеличение количества регистров общего назначения процессора. Использование многоуровневой КЭШ памяти. Увеличение объема и пропускной способности оперативной памяти. Буферизация передачи информации между основной и внешней памятью. Увеличение пропускной способности ОЗУ достигается за счет расслоения и секционирования памяти.

Основными направлениями развития подсистем ввода – вывода является канальная технология ввода – вывода (ВВ). Матричная топология коммутации периферийных устройств. Увеличение количества и пропускной способности каналов ВВ.

Подсистема управления и обслуживания –совокупность аппаратно программных средств предназначенных для обеспечения максимальной производительности надежности, ремонтопригодности, а также удобство настройки и эксплуатации. Основным направлением развития – повышение интеллектуализации интерфейса, автоматизация процессов тестирования и отладки. При разработке структуры ЭВМ все подсистемы должны быть сбалансированы между собой, т.е обеспечена согласование быстродействия обрабатывающей подсистемы с объемами и скоростью передачи информации подсистемы памяти и пропускной способностью системы ВВ.

Архитектура ЭВМ.

Архитектура ЭВМ – представление ЭВМ которое отражает структурную, схемотехническую и логическую организацию ЭВМ. Понятие АрхЭВМ является комплексным и включает в себя:

1. Структурную схему ЭВМ.

2. Организацию и способы адресации памяти. Средства и способы доступа к элементам структурной схемы. Организацию и разрядность интерфейсов ЭВМ. Набор и доступность регистров. Способы представления и форматы данных ЭВМ. Набор машинных команд ЭВМ. Форматы машинных команд. Обработку внештатных ситуаций (прерываний).

Классическая АрхЭВМ (архитектура Фон Неймана).

Основы для построения ЭВМ является – принципы программного управления.

1. Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы – слова.

2. Разнотипные по смыслу слова различаются по способу использования, но не по способу кодирования.

3. Слова информации размещаются в ячейках памяти и идентифицируются номерами ячеек – адресами слов.

4. Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов – команд. Команда определяет наименование операции и операнды (слова информации) участвующие в ней. Алгоритм записанный в виде последовательности команд называется программой.

5. Выполнение вычислений предписанных алгоритмом сводится к последовательному выполнению команд в порядке определенном программой.

Программа вычислений (обработки информации) составляется в виде последовательности команд и загружается в память ЭВМ – запоминающее устройство (ЗУ). Там же хранятся исходные данные и промежуточные результаты обработки.

Центральной устройство управления (ЦУУ) последовательно извлекает из памяти команды программы и организует их выполнение.

Арифметико – логическое устройство (АЛУ) – для реализации операций преобразований информации.

Программа и исходные данные вводятся в память ЭВМ через устройства ввода. Результаты обработки предъявляются на устройство вывода.

Характерной особенностью архитектуры Фон Неймана является то, что память представляет собой единое адресное пространство предназначенное для хранения как программ так и данных. Такой подход обеспечивает большую гибкость вычислений – возможность перераспределения памяти между программой и данными. Возможность самомодификации программы в процессе ее выполнения. Основная проблема заключается в необходимости специальных мер защиты памяти. Альтернативой Фон Неймановской архитектуре является Гарвардская архитектура в которой имеются два не пересекающихся адресных пространства для программ и для данных. В основном Гарвардская архитектура применяется в управляющих ЭВМ, где должна быть обеспечена высокая надежность выполнения программ.

Классификация ЭВМ по типам архитектуры.

По типам архитектуры ЭВМ можно разделить на однопроцессорные и многопроцессорные. Классическим примером однопроцессорной архитектуры является архитектура Фон Неймана, со строго последовательным выполнением программ. По мере развития вычислительной техники появился сначала конвейер команд, а затем многофункциональная обработка. В основу классификации положено понятие потока команд и потока данных. Поток команд – последовательность команд выполняемых ЭВМ (системой). Поток данных - последовательность данных обрабатываемых под управлением потока команд (исходная информация + промежуточные результаты решений).

18.10.2012

THCP, обеспечивает надежный способ конфигурирования сети, гарантируя отсутствия конфликтов, за счет централизованного управления их распределением. Администратор может управлять процессом назначения адресов с помощью параметров «продолжительность аренды», который определяет как долго компьютер может использовать назначенный ip адрес, пока снова может запросить его от сервера DHCP в аренду. Если компьютер являющийся клиентом DHCP сервера удаляется из сети, адрес который выделен ему освобождается и когда он подключается к новой подсети, то ему автоматически присваивается новый адрес. Не пользователь ни администратор в этот процесс не вмешиваются. Это используется в случае мобильных пользователей, а также для увеличения количества пользователей. Данный протокол используется модель клиент – сервер. Алгоритм работы следующий.

1. Во время старта системы компьютер клиент переходит в состояние инициализации посылая сообщения исследовать широковещательно по локальной сети. Данное сообщение передается всем серверам данной сети.

2. На следующем шаге каждый DHCP сервер получивший сообщение отвечает на него (сообщения - предложения) в данном сообщении содержится ip адрес и конфигурационная информация.

3. Компьютер клиент переходит в состояние выбор. И собирает все предложения от серверов.

4. Клиент выбирает одно из этих сообщений и отправляет сообщение – запрос, чье предложение было выбрано.

5. Выбранный сервер посылает сообщение подтверждение, в нем содержится ранее выбранный ip адрес а также сообщается параметр аренды для этого адреса. И также повторяет параметры сетевой конфигурации.

6. Клиент получает подтверждение и переходит в состояние «связь»

Если компьютер клиент имеет локальный диск, то полученные параметры и адрес сохраняются для использования для последующих стартах системы. В случае если приближается истечения срока аренды, клиент пытается обновить параметры аренды и если этот ip адрес не может быть выделен, ему выделяется другой ip адрес.

1. Использование DHCP также возникают некоторые проблемы, самая главная проблема это согласование информационной адресной базы DHCP и DNS.Стандарт по согласованию DHCP и DNS не существует.

2. Еще 1 недостаток. Не стабильность ip адресов усложняет процесс управления сетью.

3. Централизация процессов назначения адресов снижает надежность системы.

4. При отказе сервера компьютеры связаться между собой уже не могут.

При таких ситуациях используют несколько альтернативных серверов.

Набор протоколов TCP/IP.

Данный стек или набор протоколов, это промышленный стандарт разработанный для глобальных сетей. Стандарты этого протокола опубликованы и описывают внутреннюю работу сети интернет. Набор протоколов был разработан министерством обороны США. Около 30-40 лет назад. Для экспериментальных связей с различными сетями, выглядел как набор протоколов для разнородной вычислительной среды. Прообразом данного стека ARPA Net связь осуществлялась с использованием протокола ip этот же протокол является основным в данном наборе (стеке) протоколов. Первоначально данный протокол разрабатывался для ОС windows. На данном протоколе TCP/IP работает вся информационная сеть интернет. Но в последнее время данная версия протокола претерпевает сложности в связи с большим количеством пользователей в сети.

1. Главное преимущество стек протокола наиболее завершенный стандартный и популярный стек сетевых протоколов.

2. Все глобальные сети используют протокол TCP/IP.

3. Данный протокол работает в сети интернет.

4. Все современные ОС поддерживают данный протокол.

5. Стек протокол является гибким для соединения разнородных систем.

6. Данный стек является устойчивой, масштабируемой межплатформенной средой для приложения клиент – сервер.

Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня:

1. Соответствует 6 и 7 уровню модели взаимодействия сетей, относятся след протоколы www, ftp, smtp, telnet. Также называется прикладным. Основные ftp – удаленный доступ к файлу. Данный протокол позволяет пересылать файлы. Просматривать содержимое каталогов удаленной машины и производить аутентификацию пользователей. Tftp – экономичный, только передача файлов. telnet – передача потоков в байтах между процессами. Наиболее часто используется для эмуляции терминала удаленного компьютера, с помощью этого протокола пользователь может управлять удаленным компьютером. На действия пользователя подтверждения может не приходить.

2. Включает 4, 5 уровень OSI относятся протоколы tcp, UDP. Основной уровень, udp – протокол дейтограмм, передача прикладных пакетов и функция связующего звена между сетевым протоколом и прикладными процессами, протокол tcp обеспечивает надежную передачу данных.

3. Соответствует 3 уровню. Протоколы ip, arp, rip, icmp. Основным протоколом является протокол ip. На данном уровне не гарантируется доставка пакетов. На данном уровне используются протоколы сбора маршрутной информации – rip, icmp – протокол межсетевых управляющих сообщений. Здесь передается информация о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни. Также передается параметр об аномалиях, изменениях маршрутов, типа обслуживания.

4. Соответствует 1 и 2 OSI. Множество протоколов которые не регламентируются. Поддерживает все популярные протоколы физического и канального уровня. При появлении новой технологии, она включается в данный уровень. Т.к в документах к новой технологии должен быть указан новый метод ставки ip нового протокола.

SNMP – первоначально разработан для удаленного управления маршрутизаторами. В настоящее время используется для управления почти всеми сетевыми устройствами.

Протокол межсетевого взаимодействия ip – данный протокол является основой транспортных средств стеков протоколов TCP/IP. Основные функции – перенос между сетями различных типов адресной информации в унифицированной форме. Сборка и разборка пакетов при передачи их между сетями с различным максимальным значением длины пакета.

Формат пакета ip – пакет состоит из поля заголовка и поля данных. Заголовок имеет следующие поля:

1. Номер версии протокола ip, занимает 1 байт.

2. Указывает длину заголовка пакета, занимает 4 бита и указывает значение длины заголовка измеренных в 32 битовых словах.

3. Тип сервиса, занимает 1 байт создает приоритетность пакета и критерий выбора маршрута. Приоритет занимает первые 3 бита, а последние 4 бита указывают тип сервиса.

4. Общая длина пакета, 2 байта. Указывается длина пакета с учетом заголовка и полем данных.

5. Идентификатор пакетов, занимает 2 байта используется для опознавания пакетов образовавшихся путем фрагментации исходного. Все фрагменты 1 пакета должны иметь одинаковый код.

6. Флаги, занимает 3 бита указывает на возможность фрагментации пакета, а также на то, каким является пакет, промежуточным или последним.

7. Смещение фрагмента, 13 бит указывает в байтах смешение поля данных этого пакета, от начала общего поля данных исходного пакета, который был дефрагментирован.

8. Время жизни пакетов, 1 байт указывает предельный срок в течении которого пакет может передаваться по сети. Измеряется в секундах. На шлюзах и других узлах сети время уменьшается на единицу. Если время жизни закончилось – пакет не передается.

9. Идентификатор протокола верхнего уровня, занимает 1 байт указывает какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет.

10. Контрольная сумма, 2 байта рассчитывается по всему заголовку.

11. Адрес источника, 32 бита.

12. Адрес назначения, 32 бита.

13. Поле резерв, в него может быть добавлено несколько байт для выравнивания заголовка пакета по 32 битной границе. Максимальная длина поля данных составляет 65535 байт. Но при передачи по сетям различного типа длина пакета выбирается с учетом максимальной длины пакета нижнего уровня. Стандартная длин пакета в сети интернет 1500 байт.