Общие принципы организации и функционирования компьютерных сетей. Техническое, информационное и программное обеспечение. Сетевые операционные системы, специальное программное обеспечение.
Компьютерная (вычислительная) сеть – это два или более компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, которые предназначены для распределенной обработки данных, а также для предоставления ресурсов сети ее пользователям.
I. Компьютеры, которые стоят в КС являются абонентами сети. Абоненты сети - объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети.Абонентами сети могут быть:
§ отдельные ЭВМ
§ комплексы ЭВМ
§ терминалы
§ промышленные роботы
§ станки с числовым программным управлением и т.д.
Любой абонент сети подключается к станции. Станция - аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации. Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой.
II. Терминалы – это комплекс аппаратных и программных средств, которые предназначены для создания и организации КС. Для организации взаимодействия абонентов и терминалов необходимы каналы связи.
III. Каналы связи - физическая передающая (среда линии связи или пространство), в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных. На базе каналов связи строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.
Каналы связи бывают проводные и беспроводные.
Проводные каналы связи
Проводные каналы связи в основном представляются тремя типами кабелей: витая пара проводов, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель.
Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой вариант витой пары - телефонный кабель. Витые пары имеют различные характеристики, определяемые размерами, изоляцией и шагом скручивания. Дешевизна этого вида передающей среды делает ее достаточно популярной для КС. Основной недостаток витой пары – плохая помехозащищенность. Технологические усовершенствования позволяют повысить скорость передачи до 1000 Мбит/с и помехозащищенность (экранированная витая пара), но при этом возрастает стоимость этого типа передающей среды.
Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации до 10-150 Мбит/с. Для промышленного использования выпускаются два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передает сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле. Коаксиальный кабель так же, как и витая пара, является одним из популярных типов передающей среды для КС
Оптоволоконный кабель - идеальная передающая среда. Он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Последнее свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации. Скорость передачи информации по оптоволоконному кабелю более 1000 Мбит/с. По сравнению с предыдущими типами передающей среды он более дорог, менее технологичен в эксплуатации.
Беспроводная связь. В последнее время часто используются и беспроводная связь. К ней относятся такие виды связи как радио, сотовая, спутниковая и инфракрасная связи.
IV. Система. Под системой понимается автономная совокупность, состоящая из:
§ одной или нескольких ЭВМ,
§ программного обеспечения,
§ периферийного оборудования,
§ терминалов,
§ средств передачи данных,
§ физических процессов и операторов, способная осуществлять обработку информации и выполнять функции взаимодействия с другими системами.
V. Распределенная обработка данных - обработка данных, на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределительную систему
VI. Ресурсы сети бывают аппаратные, программные и информационные.
§ Адаптеры или сетевые карты - технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.
§ Модем – устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передаче их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи. Модем выполняет преобразование потока битов в аналоговые сигналы, для передачи цифровой информации по каналу связи, а при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполняет обратное действие – преобразовывает аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ.
§ Концентратор (Hab - хаб) - устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии "физическая звезда". Осуществляют широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из его портов.
§ Коммутатор (Switch - коммутатор) – устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частотного разделения. В отличие от концентраторов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства (аналогично тому, как почтальон по почтовому адресу определяет, куда нужно доставить письмо). В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность.
§ Повторитель – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние. Существуют локальные и дистанционные повторители. Локальные повторители позволяют соединять фрагменты сетей, расположенные на расстоянии до 50 м, а дистанционные – до 2000 м.
§ Маршрутизаторы или роутеры - устройства выполняющие следующие простые функции: 1) подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN); 2) соединение нескольких локальных сетей.
§ Мост- устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных. Для сети ПК мост - отдельный ПК со специальным программным обеспечением и дополнительной аппаратурой. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем. Мосты могут быть локальными и удаленными. Локальные мосты соединяют сети, расположенные на ограниченной территории в пределах уже существующей системы. Удаленные мосты соединяют сети, разнесенные территориально, с использованием внешних каналов связи и модемов.
§ Шлюз- устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия. Шлюзом может быть мощный компьютер (или группа компьютеров), который имеет высокоскоростной канал связи с Интернетом.
§ Сервер - ПК с жестким диском большой емкости, на котором можно хранить приложения и файлы, доступные для других ПК в сети. Сервер может также управлять доступом к периферийным устройствам (таким как принтеры) и используется для выполнения сетевой операционной системы (NOS, Network Operating System).
