3. Компьютерные сети. Назначение. Типы сетей. Стандартные стеки и уровни
протоколов.
В зависимости от технологий передачи данных различают:
сети с маршрутизацией данных (каждый блок данных передаётся только одной системе-адресату);
сети с селекцией данных (каждый блок данных передаётся всем системам).
По территориальному признаку сети делятся на:
локальные;
территориальные (региональные);
глобальные;
смешанные.
Локальные сети имеют наименее развитую архитектуру и используют простые методы управления взаимодействием узлов сети. Небольшие расстояния между узлами и простота управления системой связи позволяют обеспечивать высокую скорость передачи данных. Такая сеть состоит из одного или нескольких серверов, рабочих станций и коммуникаций.
Региональные сети ещё называют Metropolitan Area Network (MAN, Городская сеть). К региональным относятся корпоративные сети (сети масштаба предприятия), охватывающие территорию, представляющую одно или несколько близко расположенных зданий, входящих в состав этого предприятия. Они образуют информационные системы с распределённой информационной архитектурой.
Глобальная вычислительная сеть (Wide Area Network, WAN) – это множество географически удалённых друг от друга хостов. Глобальная сеть объединяет мощные многопользовательские сервера и компьютеры пользователей. Может управляться при помощи специализированного программного обеспечения по типу сетевых операционных систем. Пользователь может стать абонентом такой сети, подключившись к одному из её основных узлов.
Ещё по типу управления сети могут быть централизованные или децентрализованные.
Стандартные уровни протоколов уже упоминались ранее. Это физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной уровни модели The Open Systems Interconnection, на основе которых разработаны практически используемые стэки сетевых протоколов.
Протокол (коммуникационный) – набор правил и процедур взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах.
Интерфейс – это набор правил и процедур взаимодействия модулей соседних уровней в одном узле (взаимодействие по вертикали).
Стэк протоколов – это иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.
В современных сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Среди них есть наиболее распространённые.
Стек Open Systems Interconnection (OSI). Имеется в виду именно родной для модели OSI стек реализованных протоколов. Является международным, независимым от производителей стандартом, полностью соответствует модели OSI. Протоколы сетевого, транспортного, сеансового и представительного уровней стека реализованы различными производителями, но не распространены.
Удачно были реализованы прикладные протоколы данного стека. FTAM (передача файлов), VTP (эмуляция терминала), X.500 (справочная служба), X.400 (электронная почта).
Протоколы стека OSI сложны и неоднозначны из-за стремления разработчиков создать универсальное средство коммуникаций. Стек требует большой вычислительной мощности.
Стек TCP/IP. Самый популярный стек сетевых протоколов. Разработан по инициативе Министерства обороны США, используется во всемирной сети Internet и в большом числе корпоративных сетей.
Основные протоколы стека IP и TCP. IP – протокол сетевого уровня, обеспечивающий передвижения пакета по сети, – а TCP – протокол транспортного/сеансового уровня, который контролирует доставку пакета (свойство надёжности доставки). Данный стек вобрал большое количество протоколов прикладного уровня: FTP, telnet, SMTP, HTTP и многие другие.
TCP/IP изначально предназначался для Internet сети, поэтому он способен фрагментировать пакеты, имеет гибкую систему адресации и экономно использует возможности широковещательных рассылок.
Из минусов: всё ещё требует больших вычислительных мощностей для своей реализации, гибкая адресация и отказ от широковещательной рассылки пакетов привёл к появлению дополнительный централизованных узлов-служб (DNS, DHCP сервера и т. п.).
Стек IPX/SPX. Разработан фирмой Novell для сетевой ОС NetWare. Не требует большой вычислительной мощности. Ориентирован на работу в небольших локальных сетях за счёт активного применения широковещательных пакетов. Для локальной сети это оптимизация доставки, тогда как в более крупной сети такой способ лишь перегружает глобальные связи. Novell продолжает совершенствовать протоколы для лучшей работы в корпоративных сетях.
Стек NetBIOS/SMB. Комбинация одноимённых протоколов для расширения стандартных функций BIOS в сторону сетевых взаимодействий. Протокол NetBIOS не является сетевым протоколом в строгом смысле этого слова, не обладает способностью к маршрутизации и ограничен применением в локальных сетях. Тем не менее позволяет обеспечить создавать службы высокого уровня. SMB (Server Message Block) – протокол представительного и прикладного уровня для реализации файловой службы, службы печати и передачи сообщений между приложениями.
Проектирование информационных систем