- •Содержание
- •Введение
- •1. Архитектура информационно-вычислительных систем
- •1.1. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •1.2. Классификация и параметры сетей
- •1.3. Коммуникационные подсети
- •1.3.1. Общая характеристика коммуникационных подсетей
- •1.3.2. Метод доступа Ethernet
- •1.3.3. Метод доступа Arcnet
- •1.3.4. Метод доступа Token-Ring
- •1.4. Абонентские и терминальные системы
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2. Методы оптимизации сетей эвм
- •2.1. Проблемы оптимизации сетей эвм
- •2.2. Структурный синтез и оптимизация топологии
- •2.2.1. Регулярные графы
- •2.2.2. Общая эвристическая схема
- •2.2.3. Алгоритм Прима
- •2.2.4. Метод насыщения сечения
- •2.3. Иерархические сети и сети с неоднородной средой
- •2.4. Оптимизация потоков и пропускных способностей
- •2.4.1. Алгоритм Форда-Фалкерсона
- •2.4.2. Выбор пропускных способностей
- •2.4.3. Метод девиации потока
- •2.4.4. Метод исключения ветвей при выпуклой функции стоимости
- •2.5. Оценка надежности и коэффициента готовности
- •2.6. Контрольные вопросы
- •3. Многоуровневое управление сетью
- •3.1. Сети с общим каналом
- •3.1.1. Принцип селекции информации
- •3.1.2. Методы доступа в коммуникационную подсеть
- •3.1.3. Управление информационным каналом с использованием арбитража
- •3.2. Коммутация сообщений и пакетов
- •3.3. Маршрутизация информации
- •3.3.1. Общая характеристика маршрутизации
- •3.3.2. Лавинные алгоритмы
- •3.3.3. Случайная маршрутизация
- •3.3.4. Фиксированная табличная маршрутизация
- •3.3.5. Адаптивная табличная маршрутизация
- •3.4. Целостность и безопасность сетей
- •3.4.1. Основные пути утечки информации и несанкционированного доступа в ивс
- •3.4.2. Общая характеристика угроз, служб и механизмов обеспечения безопасности
- •3.4.3. Компьютерные вирусы
- •3.4.4. Защита операционных систем и баз данных
- •3.4.5. Практические рекомендации по обеспечению безопасности информации в коммерческих каналах телекоммуникаций
- •3.5. Контрольные вопросы
- •4. Сетевые операционные системы
- •4.1. Структура сетевой операционной системы
- •4.2. Одноранговые сетевые ос и ос с выделенными серверами
- •4.3. Ос для рабочих групп и ос для сетей масштаба предприятия
- •4.4. Проблемы взаимодействия операционных систем в гетерогенных сетях
- •4.4.1. Понятия "internetworking" и "interoperability"
- •4.4.2. Гетерогенность
- •4.5. Основные подходы к реализации взаимодействия сетей
- •4.5.1. Шлюзы
- •4.5.2. Мультиплексирование стеков протоколов
- •4.5.3. Использование магистрального протокола
- •4.5.4. Вопросы реализации
- •4.5.5. Сравнение вариантов организации взаимодействия сетей
- •4.6. Современные концепции и технологии проектирования операционных систем
- •4.6.1. Требования, предъявляемые к ос
- •4.6.2. Расширяемость
- •4.6.3. Переносимость
- •4.6.4. Совместимость
- •4.6.5. Безопасность
- •4.7. Построение сетевых баз данных: одно- и многопользовательские решения
- •4.7.1. Персональные базы данных
- •4.7.2. Многопользовательские базы данных
- •4.7.3. Выбор подхода при построении многопользовательской базы данных
- •4.8. Контрольные вопросы
- •Список использованных источников
1.3. Коммуникационные подсети
Издавна для передачи информации использовались различного вида узлы коммутации. Благодаря переходу на микропроцессорную технику и сверхбольшие интегральные схемы надежность узлов значительно возросла - и они превращаются в недорогие малогабаритные необслуживаемые аппараты. Идея многочисленных соединений также известна давно и применялась ранее - для подключения взаимодействия равноправных абонентов, а микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры дала толчок для создания нового класса сетей.
1.3.1. Общая характеристика коммуникационных подсетей
Коммуникационная подсеть представляет собой совокупность физической среды, программных и аппаратных средств, обеспечивающих передачу информации между группой абонентских систем. Рассматриваемая подсеть является важным компонентом ИВС. В соответствии с этим к ней предъявляются требования, основные из которых сводятся к следующим: высокая надежность передачи блоков данных; небольшая стоимость передачи; высокая скорость передачи; износоустойчивость и долговечность оборудования; малые потери информации; минимальный штат обслуживания; передача данных, закодированных любым способом.
Любая коммуникационная подсеть предназначена для обеспечения различных форм взаимодействия абонентских систем друг с другом. Точки подключения систем к рассматриваемой сети определяются интерфейсом коммуникационной подсети. Для всех абонентских систем этот интерфейс один и тот же. Однако в последнее время в коммуникационную подсеть стали включать дополнительные функции, связанные с преобразованием нестандартных интерфейсов в интерфейс коммуникационной подсети. Такие подсети именуются интеллектуальными.
Коммуникационную подсеть определяют четыре основные характеристики: трафик, надежность передачи, время установления сквозного (через подсеть) соединения, скорость передачи блоков данных.
В соответствии с определением коммуникационной подсети выделяют пять ее типов: одноузловая, многоузловая, моноканальная, поликанальная, циклическое кольцо. Эта классификация определяется характером доставки блоков данных от абонентской системы-отправителя к абонентской системе-получателю. Что же касается топологии, то указанные типы подсетей могут иметь одинаковую форму. Так, кольцевую форму могут иметь многоузловая подсеть, моноканал и циклическое кольцо.
В коммуникационной подсети следует различать два понятия скорости передачи. Первое из них - физическая скорость передачи данных по каналу. Она определяется числом бит, передаваемых в секунду по конкретному каналу. Вторая скорость именуется сквозной. Она характеризуется числом блоков данных в секунду, передаваемых между рассматриваемой парой точек интерфейса подсети. Эта скорость является главной, ибо она определяет скорость передачи блоков данных сквозь всю подсеть. Именно эта скорость в первую очередь определяет быстродействие коммуникационной подсети. Для удобства сравнения с физической скоростью сквозная скорость часто пересчитывается в биты в секунду.
Факторы, влияющие на сквозную скорость, приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Факторы, влияющие на сквозную скорость
Фактор |
Характеристика |
Топология |
Длина канала определяет время распространения по нему сигнала; повторители, расщепители и другие компоненты канала вносят дополнительные задержки |
Количество абонентских систем |
Чем больше систем, тем значительнее потери времени на согласование их работы в сети |
Структура станций |
Эффективность структуры, число и расположение буферов памяти, степень аппаратной реализации функций, быстродействие микропроцессоров влияют на скорость работы станции |
Величина трафика |
Число и частота передач увеличивают потери времени на управление передачей |
Число ошибок передачи |
Потери времени на проверку, переспрос и повторную передачу блоков данных |
Эффективность заполнения блоков данных |
Чем больше в блоке данных упаковано информационных бит, тем меньше число необходимых блоков |
Объем операций управления |
Минимизация обработки прерываний, сообщений о передаче, упаковки и распаковки позволяет уменьшить потери времени |
Интерфейс абонента |
Качество и скорость передачи данных между станцией и абонентом также определяют возможные потери скорости |
Следует отметить, что сквозная скорость определяет второй временной фактор быстродействия коммуникационной подсети - время сквозного прохода блока данных через (сквозь) эту подсеть. Действительно, легко представить подсеть, в точках интерфейса которой данные проходят быстро, например, со скоростью 100 Мбит/с. Однако если подсеть создана неоптимально, то блок данных может проходить сквозь нее в течение недопустимо долгого времени, например, 0.5 с.
Важной характеристикой коммуникационной подсети является используемая физическая среда. На этой основе создается канал - совокупность физической среды и каналообразующих аппаратных средств, соединяющая две системы. В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями. Эти процедуры называют протоколами передачи данных.
Международный институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) разработал стандарты для протоколов передачи данных в локальных сетях. Это стандарты IEEE802. Практический интерес представляют стандарты IEEE802.3, IEEE802.4 и IEEE802.5, которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных.
Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token Ring. Эти реализации основаны соответственно на стандартах IEEE802.3, IEEE802.4 и IEEE802.5. Для простоты мы будем использовать названия реализаций методов доступа, а не названия самих стандартов, хотя между стандартами и конкретными реализациями имеются некоторые различия.