Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. Или другими словами сеть представляет собой совокупность соединенных друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы. Сеть дает возможность отдельным сотрудникам организации взаимодействовать друг с другом и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, хранящимся на персональных компьютерах в удаленных офисах, и устанавливать связь с поставщиками.
Существует много критериев положенных в основу классификации сетей ЭВМ. Одним из наиболее часто используемых является протяженность сети. В соответствии с данным критерием сети делятся на глобальные, региональные, локальные и малые локальные.
Глобальные сети (ГС) — это сети с протяженностью 100 км и более. Региональные сети (РС) имеют протяженность от 10 до 100 км. Локальные сети (ЛС) имеют размер от 100 м до 10 км. Малые локальные сети (МЛС) имеют протяженность от 1 до 100 м. Помимо дальности данные сети имеют и другие отличия: различные протоколы, аппаратуру, сетевые операционные системы, различное функциональное назначение. Не менее важной отличительной особенностью ЛС является использование ими единого канала связи (моноканала), тогда как ГС и РС используют принцип многоканальности.
Сети ЭВМ породили существенно новые технологии обработки информации – сетевые технологии. В простейшем случае сетевые технологии позволяют совместно использовать ресурсы – накопители большой емкости, печатающие устройства, доступ в Интернет, базы и банки данных. Информационное обеспечение фирм, акционерных обществ, ВУЗов, банков базируется на локальных сетях, которые связаны между собой в региональные и глобальные сети.
Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становится важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.
Локальные вычислительные сети. Классификация и топология ВС. Одноранговые и централизованные ЛВС. Технология ЛВС.Наиболее многочисленным и динамично развивающимся классом сетей являются — ЛС. Из 100 миллионов ПЭВМ, функционирующих во всем мире 70% объединены в ЛС. Существует несколько критериев классификации ЛС: по функциональному признаку (функциональному назначению), по скорости передачи информации в моноканале. По функциональному признаку ЛС делятся на:
- ЛС для САПР;
- конторские ЛС;
- производственные;
- бытовые и бортовые ЛС.
По скорости передаваемой информации ЛС делятся на:
- высокоскоростные (10 - 100 Мбит/с);
- среднескоростные ( 1 - 10 Мбит/с);
- низкоскоростные ( менее 1 Мбит/с).
Любая компьютерная сеть характеризуется: топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.
Топология сети —определяется способом соединения узлов сети каналами (кабелями) связи
Сетевые технические средства – это различные устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.
Сетевые программные средства – осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователями.
Сетевые протоколы – представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети. Протоколы определяют порядок обмена информацией между сетевыми объектами. Они позволяют взаимодействующим рабочим станциям посылать друг другу вызовы, интерпретировать данные, обрабатывать ошибочные ситуации и выполнять множество других различных функций. Суть протоколов заключается в регламентированных обменах точно специфицированными командами и ответами на них (например, назначение физического уровня связи — передача блоков данных между двумя устройствами, подключенными к одной физической среде).
Интерфейсы – средства сопряжения функциональных элементов сети. Следует обратить внимание, что в качестве функциональных элементов могут выступать как отдельные устройства так и программные модули. Соответственно различают аппаратные и программные интерфейсы.
Компьютеры, входящие в сеть выполняют следующие функции:
§ Организация доступа к сети
§ Управление передачей информации
§ Предоставление вычислительных ресурсов и услуг абонентам сети.
ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные конфигурации или топологию:
В кольцевой ЛС (рис. 1 а) информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети.
Рис. 1
В звездообразной (радиальной) ЛС в центре находится управляющий компьютер, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом.
В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу, через который могут обмениваться сообщениями.
В древовидной – существует «главный» компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня и т.д.
В крупных локальных сетях предприятий и учреждений чаще всего используется шинная (линейная) топология, соответствующая архитектуре многих административных зданий, имеющих длинные коридоры и кабинеты сотрудников вдоль них. Для учебных целей чаще всего используют кольцевые и звездообразные ЛС.
Реальные ЛВС подразделяются на одноранговые сети и сети с централизованным управлением.
Одноранговые сети, обеспечивают связь ПК конечных пользователей и позволяют совместно использовать дисководы, принтеры, файлы.
Все ЭВМ, объединенные в сеть, делятся на основные и вспомогательные. Основные ЭВМ — это абонентские ЭВМ (клиенты). Они выполняют все необходимые информационно-вычислительные работы и определяют ресурсы сети Вспомогательные ЭВМ (серверы) служат для преобразования и передачи информации от одной ЭВМ к другой по каналам связи и коммутационным машинам (host-ЭВМ). К качеству и мощности серверов предъявляются повышенные требования, а в роли хост-машины могут выступать любые ПЭВМ.
Клиент — приложение, посылающее запрос к серверу. Он отвечает за обработку, вывод информации и передачу запросов серверу. В качестве ЭВМ клиента может быть использована любая ЭВМ. Сервер-персональная или виртуальная ЭВМ, выполняющая функции по обслуживанию клиента и распределяющая ресурсы системы, принтеры, базы данных, программы, внешнюю память и др. Сетевой сервер поддерживает выполнение функций сетевой операционной системы, терминальный - выполнение функций многопользовательской системы. Сервер баз данных обеспечивает обработку запросов к базам данных в многопользовательских системах. Он является средством решения сетевых задач, в которых локальные сети используются для совместной обработки данных, а не просто для организации коллективного использования удаленных внешних устройств. Для того чтобы разграничить права доступа к данным в полях базы данных необходимо либо полностью запретить доступ, оставить только чтение, разрешить все операции (просмотр, ввод новых, удаление, изменение).
Технология ЛВС описывает как работает сеть. Наиболее распространены следующие технологии: Ethernet (основана на шинной топологии), Token Ring (кольцо), ARCNET (шина, звезда) и FDDI.
Первой появилась технология сетевой архитеуктуры Ethernet - во второй половине 70-х годов. Ее разработали совместно фирмы DEC, Intel и Xerox. В настоящее время эта технология наиболее доступна и популярна.
Каждая АбС (абонентская сеть) работает в Ethernet согласно принципу «Слушай канал передачи, перед тем как отправить сообщения; слушай, когда отправляешь; прекрати работу в случае помех и попытайся еще раз».
Данный принцип можно расшифровать (объяснить) следующим образом:
Никому не разрешается посылать сообщения в то время, когда этим занят уже кто-то другой ( слушай перед тем, как отправить).
Если два или несколько отправителей начинают посылать сообщения примерно в один и тот же момент, рано или поздно их сообщения «столкнутся» друг с другом в проводе, что называется коллизией. Коллизии нетрудно распознать, поскольку они всегда вызывают сигнал помехи, который не похож на допустимое сообщение. Ethernet может распознать помехи и заставляет отправителя (АбС) приостановить передачу, подождать некоторое время, прежде, чем повторно отправить сообщение.
Глобальная сеть Интернет. Основные понятия. В настоящее время сеть ИНТЕРНЕТ содержит в своем составе 1,7 миллионов узловых компьютеров и более 20 миллионов абонентов более чем в 100 странах мира.
Сеть ИНТЕРНЕТ разрабатывалась разработчиками сети ARPANET — первой в мире глобальной сети, которая была запущена в 1970г. Данная сеть была разработана агентством ARPA (Advanced Research Project Agency) Агентство передовых исследовательских проектов Министерства обороны США. Первоначально сеть объединяла учебные заведения и военных подрядчиков. По мере появления других сетей встал вопрос о разработке протоколов, позволяющих объединять сети, использующие для своей работы различные сетевые протоколы. В качестве таких протоколов были разработаны протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) Протокол управления передачей/Межсетевой протокол. IP отвечает за адресацию в сети, а TCP обеспечивает доставку сообщений по нужному адресу. Различные компьютеры и сети, использующие различные операционные системы и протоколы связи подключаются к ИНТЕРНЕТ через мосты - маршрутизаторы между которыми связь осуществляется по протоколам TCP/IP.
Датой создания ИНТЕРНЕТ следует считать 1983 год, когда было принято решение об использовании во всех узловых машинах сети ARPANET протоколов TCP/IP, что позволило через шлюзы подключать к сети другие сети и компьютеры.
Структура ИНТЕРНЕТ.
ИНТЕРНЕТ это глобальная сеть, объединяющая в своем составе множество сетей по протоколам TCP/IP, использующая для их объединения шлюзы и имеющая единое адресное пространство и пространство имен. Шлюз — сетевое устройство (англ. gateway), которое передаёт протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети)(имеются ввиду существенно разнородные сети, например, локальная и глобальная). В сети нет единого центра управления ресурсами сети. Управление является распределенным. Администратор каждой сети, подключенной к ИНТЕРНЕТ, управляет ресурсами доступными в его сети через ИНТЕРНЕТ и управляет доступом своих абонентов в ИНТЕРНЕТ. Такая полностью распределенная структура делает Internet очень гибкой и предоставляет возможность поддерживать неограниченное количество пользователей.
