Тема 4. Компьютерные сети
Содержание темы:
Общая характеристика вычислительных сетей.
Классификация вычислительных сетей.
Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации.
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI).
Одноранговая модель взаимодействия.
Техническое обеспечение сетей – среда передачи данных.
Локальные вычислительные сети.
Организация функционирования глобальных сетей.
Характеристика корпоративных компьютерных сетей.
Вопрос 1. Общая характеристика вычислительных сетей.
|
|
Компьютерная или вычислительная сеть (ВС) – это сеть передачи и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем, средствами связи и протоколами передачи информации. Средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общесетевых ресурсов – аппаратных, программных и информационных. |
С появлением вычислительных сетей удалось разрешить две очень важные проблемы: обеспечение теоретически неограниченного доступа к ЭВМ пользователей, независимо от их территориального расположения и возможность оперативного перемещения больших массивов информации на любые расстояния. Для вычислительных сетей принципиальное значение имеют следующие обстоятельства: ЭВМ, находящиеся в составе разных абонентских систем одной и той же сети или различных взаимодействующих сетей, связываются между собой автоматически (в этом заключается основная сущность протекающих в сети процессов); каждая ЭВМ сети должна быть приспособлена как для работы в автономном режиме под управлением своей операционной системы (ОС), так и для работы в качестве составного звена сети.
По сравнению с адекватной по вычислительной мощности совокупностью автономно работающих ЭВМ, сеть имеет ряд преимуществ:
обеспечение распределенной обработки данных и параллельной обработки многими ЭВМ;
возможность создания распределенной базы данных или распределённого хранилища данных, размещаемого в долговременной памяти различных ЭВМ;
обработка текстов (документооборот). Передача и обработка информации в сети, развернутой на предприятии (в организации, вузе и т.д.), обеспечивает реальный переход к “безбумажной” технологии – электронному документообороту, вытесняя полностью или частично бумажные документы.
Организация собственных информационных систем, содержащих автоматизированные базы данных - индивидуальные и общие, сосредоточенные и распределенные. Такие БД могут быть в каждой организации или фирме.
Обмен информацией между АС сети - важное средство сокращения до минимума бумажного документооборота. Передача данных и связь занимают особое место среди приложений сети, так как это главное условие нормального функционирования современных организаций.
Вопрос 2. Классификация вычислительных сетей.
В основу классификации компьютерных сетей положены наиболее характерные функциональные, информационные и структурные признаки.
По степени территориальной рассредоточенности элементов сети (абонентских систем, узлов связи) различают глобальные, региональные (территориальные) и локальные компьютерные сети.
|
|
Локальные сети (Local Area Network, LAN) объединяют абонентские системы, периферийное оборудование, терминалы и другие устройства. |
Локальные сети характеризуются следующими особенностями:
ограниченность территории – обычно в пределах здания или группы зданий;
постоянное подключение к линии связи;
использование линий связи с высокой пропускной способностью;
работа с сетевыми сервисами в режиме on-line.
Глобальные сети (Wide Area Network, WAN). Хронологически первыми появились именно глобальные сети. Произошло это в конце 60-х годов, когда с помощью телефонных линий начали объединять компьютеры и терминалы, расположенные в сотнях километрах друг от друга.
|
|
Глобальные сети служат, в основном, для объединения локальных сетей и обеспечивают связь между компьютерами, находящимися в различных локальных сетях. Глобальные сети покрывают значительные географические пространства, связывая локальные сети, расположенные в различных странах или континентах. |
|
|
Региональная или, иначе говоря, территориальная компьютерная сеть объединяет абонентские системы, расположенные друг от друга на значительном расстоянии: в пределах отдельной страны, региона или крупного города. В последнем случае часто употребляют термин Metropolitan Area Network (MAN).
|
|
|
Корпоративная сеть – это сеть, главным назначением которой является поддержание работы конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Пользователями корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия. |
Корпоративные сети могут быть как локальными (сеть небольшой фирмы или учебного заведения) или региональными, так и глобальными (сеть крупной транснациональной корпорации).
По типу организации передачи данных сети делятся на сети с коммутацией каналов, коммутацией пакетов и коммутацией сообщений.
Объединение локальных, региональных, корпоративных и глобальных сетей позволяет создавать сложные многосетевые иерархии.
По способу управления КС делятся на сети с централизованным (в сети имеется один или несколько управляющих органов), децентрализованным (каждая компонента компьютерной сети имеет средства для управления сетью) и смешанным управлением, в которых в определенном сочетании реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления (например, под централизованным управлением решаются только задачи с высшим приоритетом, связанные с обработкой больших объемов информации).
По организации передачи информации сети делятся на сети с селекцией информации и маршрутизацией информации. В сетях с селекцией информации, строящихся на основе моноканала, взаимодействие компонент компьютерной сети производится выбором (селекцией) адресованных им блоков данных (кадров): всем компонентам компьютерной сети доступны все передаваемые в сети кадры, но копию кадра снимают только те компоненты компьютерной сети, кому они предназначены. В сетях с маршрутизацией информации для передачи кадров от отправителя к получателю могут использоваться несколько маршрутов. Поэтому с помощью коммуникационных систем сети решается задача выбора оптимального (например, кратчайшего по времени доставки кадра адресату) маршрута.
По типу организации передачи данных сети с маршрутизацией информации делятся на сети с коммутацией цепей (каналов), коммутацией сообщений и коммутацией пакетов. В эксплуатации находятся сети, в которых используются смешанные системы передачи данных.
По топологии, т.е. конфигурации элементов в КС, сети могут делиться на два класса: широковещательные и последовательные. Широковещательные конфигурации и значительная часть последовательных конфигураций (“кольцо”, “звезда” с интеллектуальным центром, иерархическая) характерны для локальных компьютерных сетей. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая) топология. Нашли применение также иерархическая конфигурация и “звезда”.
|
Примеры соединения элементов компьютерной сети | |
|
|
|
|
Простое последовательное соединение |
Последовательное соединение кольцом |
|
|
|
|
Последовательное соединение по общей шине |
Соединение звездой |
|
|
|
|
Сеть по общей шине с выделенным сервером |
Сеть по схеме "звезда" с выделенным сервером |
