ЛЕКЦИЯ № 04
Тема: Идеология построения инфомационно-вычислительных Сетей
по дисциплине Информационные системы и сети
специальность 230700, 351100
УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ:
Иметь понятие:
предмет учебной дисциплины, ее содержание, и назначение;
краткая характеристика рекомендованной литературы;
методические рекомендации по изучению дисциплины;
построение дисциплины, последовательность сдачи зачетов и экзаменов.
Знать:
назначение компьютерных сетей;
понятия локальной вычислительной сети, клиента, сервера;
типы сетей ЭВМ, базовые топологии сетей, комбинированные топологии.
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ:
Классификация информационно-вычислительных систем.
Эталонная модель взаимодействия открытых систем.
Топологи и характеристики компьютерных сетей
ЛИТЕРАТУРА:
Основная:
Ларионов А.М. и др. «Вычислительные комплексы, системы и сети». Л.: Энергоатомиздат, 1987
Малышев В.Н. «Передача и обработка информации в АСУ ВМФ». С.-Пб.: ВМА, 1994.
Дополнительная:
Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети. – М.: Эком, 2001, с. 7…27.
Нанс Б. «Компьютерные сети». М.: Бином, 1995;
Шатт С. «Мир компьютерных сетей». Киев: BHV, 1996
Гусева А.И. «Технология межсетевых взаимодействий». М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997
1 Классификация информационно-вычислительных систем.
Одним из направлений повышения эффективности управления, вообще, и управления производством, в частности, признана автоматизация процессов управления на базе широкого использования органами управления электронно-вычислительной и организационной техники различного назначения и объединения ее в так называемые информационно-вычислительные сети (ИВС).
ИВС сети создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы. Необходимость внедрения электронной почты, стремление коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств, потребность в проведении дискуссий и оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест, стремление повысить оперативность получения «свежей» информации подталкивает пользователей к подключению своих ЭВМ к сетям.
Поэтому, по некоторым оценкам, в настоящее время более половины действующих в мире ЭВМ подключены к сетям.
При создании крупномасштабных сетей такого типа, включающих, в общем случае, неоднородные вычислительные и организационные средства, приходится решать две основные проблемы.
Первая из них связана с ответами на вопросы, как обеспечить взаимодействие различных (неоднородных) информационно-вычислительных процессов, управляемых различными операционными системами, предполагая, что сложностей, связанных с их удаленностью, нет. Вторая же, наоборот, связана с ответами на вопросы, как обеспечить взаимный контакт между любыми элементами ИВС с помощью каналов связи, вносящих нежелательные искажения в передаваемые данные и их задержки.
Первой проблемой занимаются специалисты в области ЭВТ, решая ее как аппаратными, так и программными методами, в рамках направления информатики определенного нами как «Вычислительные системы и сети». Второй же проблемой должны заниматься специалисты в области связи или телекоммуникаций на основе разработки соответствующих технических и алгоритмических методов, программных и аппаратных средств, обеспечивающих надежную связь удаленных процессов через ненадежную среду.
Решение задач, связанных с указанными проблемами, лежит на пути разработки и применения методов автоматической передачи и пространственно-временного распределения (коммутации) фрагментов информационных массивов, с которыми оперируют средства ЭВТ, т.е. - данных. Кстати в ГОСТах, регламентирующих терминологию в области технических средств передачи данных, данные определены как информация, представленная в формализованном виде, пригодном для интерпретации, обработки и пересылки ее человеком или техническими средствами [21]. Для обмена же этими данными абоненты ИВС должны быть подключены к специально организованным сетям (так называемым сетям обмена данными), построенным на основе соответствующих каналов связи и узлов (центров) коммутации.
Таким образом, ИВС и СОД появились в результате творческого сотрудничества, как специалистов вычислительной техники, так и специалистов техники связи.
Сети часто условно делят на три большие категории: глобальные сети (WAN, Wide Area Network), городские сети (MAN, Metropolitan Area Network) и локальные сети (LAN, Local Area Network). В нашей стране локальные сети распространены гораздо больше, чем городские или глобальные. Традиционное русское сокращение для локальных сетей — ЛВС (локальная вычислительная сеть). Поэтому, как правило, мы будем использовать русскую аббревиатуру ЛВС и английские сокращения MAN и WAN.
В связи с тем, что задачи, решаемые указанными категориями сетей и условия, в которых они решаются, различны, то и механизмы передачи данных в локальных и глобальных сетях существенно отличаются.
Так, глобальные и городские сети призваны организовать взаимодействие между абонентами на больших расстояниях. Протяженность глобальных сетей может составлять тысячи километров. Они, так или иначе, интегрированы с сетями масштаба страны, вынуждены базироваться, как правило, на обычные ранее созданные каналы связи. Поэтому эти сети ориентированы на соединение — до начала передачи данных между абонентами, работают на относительно низких скоростях и могут вносить значительные задержки в передачу информации.
Городские сети обеспечивают взаимодействие ЭВТ на территориальных образованиях меньших размеров (протяженность городских сетей находится в пределах от десятков до сотен километров), могут уже использовать и специальные выделенные каналы ПД, работающие на скоростях от средних до высоких. Поэтому в них меньше замедляется передача данных, чем в глобальных.
Типичная локальная сеть занимает пространство в одно здание. Протяженность локальных сетей составляет около одного километра. Их основное назначение состоит в объединении пользователей для совместной работы. Такие сети организуются внутри здания, этажа или комнаты. Поэтому в локальных сетях чаще используются электрические или волоконно-оптические кабели связи, методы передачи, не требующие предварительной установки соединения, когда пакеты с данными посылается без подтверждения готовности получателя к обмену. В связи с чем, локальные вычислительные сети обеспечивают наивысшую скорость обмена информацией между компьютерами.
Наиболее известны на сегодняшний день следующие базовые сетевые технологии, которые применяют для построения ИВС указанных категорий (табл. 4.1).
Таблица 4.1.