2. Принципы организации компьютерных сетей

Первые сети (network) были созданы на базе разработок Массачусетского технологического института. Становление в 80-х годах локальных вычислительных сетей

(Local Area Network — LAN) на базе устойчивых промышленных стандартов открыло возможность интенсивного использования персональных компьютеров в интегрированных системах связи и обработки информации.

В 1992 г. в мире насчитывалось уже около 37 млн. персональных машин, объединенных в сети. Сегодня в распоряжении пользователей находится более 10 тысяч частных, более 150 тысяч государственных сетей и более 500 видов различных сетевых продуктов. Только в США функционируют десятки тысяч локальных сетей с миллионами персональных компьютеров.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) позволяет: снизить затраты каждого отдельного пользователя, благодаря совместному доступу к внешним устройствам; повысить надежность системы, так как, при отказе одного устройства его функции можно передать другому; сократить средства на приобретение и сопровождение новых программных продуктов за счет использования сетевых версий программ; реализовать новые формы взаимодействия пользователей в одном коллективе, например, при работе над общим проектом.

Постепенно к локальным сетям добавились корпоративные сети масштаба предприятия длиной до 10 км, а также глобальные сети GAN (Global Area network), на базе которых выполняются телекоммуникации, охватывающие десятки и сотни (километров). Такие сети, объединяющие территориально распределенные системы обработки данных, обеспечивают общий доступ к информационным ресурсам пользователей, распределение функций между ними, резервирование ресурсов.

Сеть состоит из абонентов и каналов связи. Абоненты, или рабочие станции, могут выступать в качестве передатчиков и приемников информации, клиентов и серверов. Управление сетью выполняют администраторы. В их распоряжении находится информация:

• о клиентах (модели компьютеров, типы процессоров, объемы ОЗУ, типы сетевых адаптеров, версии сетевых драйверов, емкости дисковых накопителей, каталоги приложений, версии ВIOS и ОС, перечень программного обеспечения, карты логических устройств и сетевой адресации, схемы физического расположения абонентов);

• о серверах (аналогичная информация, а также данные о сетевой ОС и перечень подключенной периферии, сведения о драйверах устройств, список системных ресурсов);

• о сети (план разводки кабелей с указанием концентраторов, повторителей, заглушек, распределительных и оконечных устройств).

Геометрическая схема, или топология сети может быть звездообразной, кольцевой, шинной. Наличие центральной машины и простота звездообразной топологии способствуют быстрой локализации неисправностей, легкости расширения сети и отключения дефектных элементов, но чревато ненадежностью при выходе из строя главного компьютера и требует больших затрат кабеля. Наименьшей длины кабеля требует шинная топология, а наибольшей надежностью характеризуется кольцевая схема. В любой топологии сигналы передаются по многоканальной (broadband) или одноканальной (baseband) линиям.

Международная организация по стандартизации ISO разработала базовую модель взаимодействия систем в сетях (OSI — Open System Interconnection). Модель содержит семь уровней.

1) Физический — устанавливает битовые протоколы передачи данных. Здесь определены электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Стандарты этого уровня включают рекомендации V.24 МККТТ, ЕIA RS232 и Х.21.

2) Канальный — регламентирует правила формирования передаваемой информации и управления доступом к среде, синхронизации, обнаружения и исправления ошибок.

3) Сетевой — устанавливает маршруты и адреса связи между абонентами. Наиболее распространенный стандарт этого уровня — рекомендации Х.25 для сетей общего пользования.

4) Транспортный — обеспечивает взаимодействие удаленных абонентов.

5) Сеансовый — поддерживает диалог удаленных процессов. Он управляет паролями, подсчетом платы за ресурсы, синхронизацией и отменой связи после сбоев.

6) Представления данных — интерпретирует данные и готовит их для следующего уровня. Здесь данные преобразуются в экранный формат или формат печатающего устройства.

7) Прикладной — предоставляет в распоряжение пользователя переработанную информацию.