Представительский уровень

Функции уровня представления заключаются в преобразовании формы представления данных, полученных от прикладного уровня одной системы, в форму, необходимую для восприятия прикладным уровнем другой системы. На этом уровне преодолеваются синтаксические различия в представлении и кодировке данных и также обеспечивается секретность обмена данными для всех служб прикладного уровня.

Прикладной уровень

Протоколы прикладного уровня обеспечивают доступ пользователей к разделяемым ресурсам сети (файлы, принтеры, факсы, сканеры, гипертекстовые страницы). К ним относятся протоколы электронной почты и другие протоколы совместной работы. В качестве единицы информации протоколы этого уровня используют сообщение.

4.3. Программные и аппаратные компоненты вычислительной сети

Программные компоненты состоят из операционных систем и сетевых приложений. Для эффективной работы сетей используются специальные операционные системы (ОС), которые в отличие от персональных операционных систем предназначены для решения специальных задач по управлению работой сети компьютеров, – это сетевые операционные системы. Они устанавливаются на специально выделенные компьютеры, которые называют серверы (Server).

Сетевые приложения – это прикладные программные комплексы, которые расширяют возможности сетевых ОС. Среди них можно выделить почтовые программы, системы коллективной работы, сетевые базы данных и др. В процессе развития сетевых ОС некоторые функции сетевых приложений становятся обычными функциями ОС.

Среди аппаратных средств можно выделить компьютеры и коммуникационное оборудование.

В настоящее время в сети используются компьютеры разных типов и классов с различными характеристиками – это основа любой вычислительной сети. Компьютеры, их характеристики определяют возможности вычислительной сети. Но в последнее время и коммуникационное оборудование (кабельные системы, повторители, мосты, маршрутизаторы и др.) стало играть не менее важную роль. Некоторые из этих устройств, учитывая их сложность, стоимость и другие характеристики, можно назвать компьютерами, решающими сугубо специфические задачи по обеспечению работоспособности сетей.

Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы:

• рабочие станции;

• серверы сети;

• коммуникационные узлы.

Рабочая станция (workstation) – это персональный компьютер, подключенный к сети с помощью сетевого адаптера (сетевой карты), на котором пользователь сети выполняет свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную систему. Но при этом пользователю доступны ресурсы сети. Можно выделить три типа рабочих станций: рабочая станция с локальным диском, бездисковая рабочая станция, удаленная рабочая станция.

На рабочей станции с диском (жестким или гибким) операционная система загружается с этого локального диска. Для бездисковой станции операционная система загружается с диска файлового сервера. Такая возможность обеспечивается специальной микросхемой, устанавливаемой на сетевом адаптере бездисковой станции. Удаленная рабочая станция – это станция, которая подключается к локальной сети через телекоммуникационные каналы связи (например, с помощью телефонной сети).

Сервер сети (server) – это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, например хранение данных общего пользования, печать заданий, обработку запроса к СУБД, удаленную обработку заданий и т. д. По выполняемым функциям может быть несколько видов серверов.

К коммуникационным узлам сети относятся следующие устройства:

• повторители;

• коммутаторы (мосты);

• маршрутизаторы;

• шлюзы.

Протяженность сети, расстояние между станциями в первую очередь определяются физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары и т. д.). При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Чтобы преодолеть это ограничение и расширить сеть, устанавливают специальные устройства – повторители, мосты и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расшире­ния, принято называть сегментом сети.

Повторитель (repeater) – устройство, усиливающее или регенерирующее пришедший на него сигнал. Повторитель, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. При этом повторитель не выполняет развязку присоединенных к нему сегментов. В каждый момент времени во всех связанных повторителем сегментах поддерживается обмен данными только между двумя станциями.

Коммутатор, или концентратор (switch), или мост (bridge) – это устройство, которое, как и повторитель, позволяет объединять несколько сегментов. В отличие от повторителя мост выполняет развязку присоединенных к нему сегментов, то есть одновременно поддерживает несколько процессов обмена данными для каждой пары станций разных сегментов. Характерным свойством моста является его способность осуществлять избирательную трансляцию (фильтрацию) блоков данных из одной сети в другую. При этом возможно преобразование форматов передаваемых данных. Тем самым производится разделение информационных потоков в рамках корпоративной сети.

Пассивный концентратор – распределительное устройство, позволяющее подключать к одному кабелю два-три сетевых узла. Активный концентратор кроме функций пассивного концентратора обязательно осуществляет восстановление формы и уровня передаваемых сигналов. Среди них выделяют так называемые интеллектуальные концентраторы. Они анализируют поток информации и управляют им, направляя к различным сетевым узлам.

Маршрутизатор (router) – устройство, соединяющее сети одного или разных типов по одному протоколу обмена данными. Маршрутизатор анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту. Основное его назначение – выбор оптимального направления передачи информации. В отличие от моста маршрутизатор имеет несколько входов и выходов и может выбирать оптимальный маршрут передачи данных. Как правило, маршрутизатор способен изменить маршруты в зависимости от состояния сети. При объединении разнородных сетей маршрутизатор одновременно выполняет функции моста.

Шлюз (gateway) – это устройство, позволяющее организовать обмен данными между различными сетевыми объектами, использующими разные протоколы обмена данными. Например, для подключения локальных сетей к глобальным сетям шлюз является устройством сопряжения. Основной функцией шлюзов является согласование соответствующих протоколов. Основная нагрузка по согласованию сетей ложится на специальный межсетевой протокол (IP-протокол), из-за чего шлюз можно рассматривать как устройство преобразования сетевого протокола в межсетевой протокол и обратно. Шлюзы включают функции маршрутизаторов и мостов.