Физика примеры решения задач Электротехника Задачи и лабораторные работы Математика примеры решения задач Вычислить интеграл Информатика Компьютерные сети Компьютерная математика
Прикладной уровень Уровень транспорта TCP/IP

Узел (node) сети - компьютер связывающий две сети, использующие одинаковые протоколы. Узел обеспечивает только связь двух совместимых программ на двух таких сетях. При соединении двух сетей, использующих одинаковые протоколы с помощью мостов, мосты напрямую передают пакеты канального уровня (кадры) соседней сети, узлы и маршрутизаторы которой могут передать информацию по своей сети, истолковав служебную информацию, заключенную в конвертах, в которых передаются данные. Узлы сети (как, впрочем, и маршрутизаторы), являются, в отличие от мостов, устройствами сетевого уровня работы. Также в отличие от мостов, узлы являются существенно протокольно-зависимыми, т.к. используют служебную информацию, сопровождающую данные.

Классификация сетей и их архитектура

Основные определения и термины. Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами. Сети по территориальному признаку разделяются на:

Локальные вычислительные сети (ЛВС) или Local Area Network (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными.

Распределенные компьютерные сети, глобальные или Wide Area Network (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. Глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные, мировыми. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

В состав сети в общем случае включается следующие элементы:

сетевые компьютеры (оснащенные сетевым адаптером);

каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.);

преобразователи сигналов;

сетевое оборудование.

Различают два вида сетей: коммуникационная сеть и информационная сеть. Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных. Она также решает задачи, связанные с преобразованием данных. Коммуникационные сети различаются по типу используемых физических средств соединения.

Информационная сеть предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем. На базе коммуникационной сети может быть построена группа информационных сетей. Под информационной системой понимается объект, способный осуществлять хранение, обработку и передачу информация. В состав информационной системы входят: компьютеры, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных. Информационная система, предназначенная для решения задач пользователя называется  рабочей станцией (client). Рабочая станция в сети отличается от обычного персонального компьютера (ПК) наличием сетевой карты (сетевого адаптера), канала для передачи данных, сетевого и профессионального программного обеспечения.

Под каналом связи следует понимать путь или средство, по которому передаются сигналы. Средство передачи сигналов называют абонентским, или физическим, каналом. Каналы связи (data link) создаются по линиям связи при помощи сетевого оборудования и физических средств связи. Физические средства связи построены на основе витых пар, коаксиальных кабелей, оптических каналов или эфира. Между взаимодействующими информационными системами через физические каналы коммуникационной сети и узлы коммутации устанавливаются логические каналы.

Логический канал – это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах. Логический канал можно охарактеризовать, как маршрут, проложенный через физические каналы и узлы коммутации.

Информация в сети передается блоками данных по процедурам обмена между объектами. Эти процедуры называют протоколами передачи данных.

Протокол – это совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами.

Загрузка сети характеризуется параметром, называемым трафиком. Трафик (traffic) – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение в выбранных точках сети числа проходящих блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду. Существенное влияние на характеристику сети оказывает метод доступа. Метод доступа – это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать канал связи и как управлять доступом к каналу связи.

В сети все рабочие станции физически соединены между собою каналами связи по определенной структуре, называемой топологией. Топология – это описание физических соединений в сети, указывающее какие рабочие станции могут связываться между собой. Тип топологии определяет производительность, работоспособность и надежность эксплуатации рабочих станций, а также время обращения к файловому серверу. В зависимости от топологии сети используется тот или иной метод доступа.

Состав основных элементов в сети зависит от ее архитектуры. Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети. Она предусматривает логическую, функциональную и физическую организацию технических и программных средств сети. Архитектура определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

В основном выделяют три вида архитектур: архитектура терминал - главный компьютер, архитектура клиент - сервер и одноранговая архитектура.

Современные сети можно классифицировать по различным признакам: по удаленности компьютеров, топологии, назначению, перечню предоставляемых услуг, принципам управления (централизованные и децентрализованные), методам коммутации, методам доступа, видам среды передачи, скоростям передачи данных и т. д.

Преимущества использования сетей. Компьютерные сети представляют собой вариант сотрудничества людей и компьютеров, обеспечивающий ускорение обработки  и доставки информации. Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют: периферийное оборудование; устройства хранения информации; ресурсы друг друга и т.д. Она позволяет работать с многопользовательскими программами, обеспечивающими одновременный доступ пользователей к общим базам данных с блокировкой файлов и записей, обеспечивающей целостность данных.

Совместное использование ресурсов обеспечит экономию средств и времени. Например, можно коллективно использовать один лазерный принтер вместо покупки принтера каждому сотруднику. Можно использовать ЛВС как почтовую службу и рассылать служебные записки, доклады и сообщения другим пользователям.

Основной трудностью в применении оптических ЛС является трудоемкость процесса стыковки.

Первичные параметры проводных ЛС

 Все проводные ЛС имеют свои первичные параметры – параметры, характеризующие распространение сигналов, которые в основном зависят от конструкции той или иной линии.

Любая ЛС представляет собой четырехполюсник с распределенными первичными параметрами. Если первичные параметры однородны по всей длине, то такой четырехполюсник является симметричным, что предполагает равенство сопротивлений любого проводника четырехполюсника относительно земли, а также равенство входных сопротивлений четырехполюсника с обеих сторон.

К первичным электрическим параметрам ЛС относят:

1. активное сопротивление;

2. индуктивность;

3. емкость;

4. проводимость.

Эти параметры называют километрическими, поскольку рассматриваются сосредоточенными на один километр.

Архитектура сетей. Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, описывает методы кодирования. Архитектура также определяет принципы функционирования и интерфейс пользователя. Рассмотрим следующие три вида архитектур: архитектура терминал - главный компьютер; одноранговая архитектура; архитектура клиент - сервер.

Архитектура клиент - сервер (client-server architecture) - это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов (рис. 1.3). Рассматриваемая архитектура определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.

Выбор архитектуры сети. Выбор архитектуры сети зависит от назначения сети, количества необходимых рабочих станций

Взаимодействие уровней модели OSI. Модель OSI, как показано на рис. 1.7, можно разделить на две составляющие: горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах; вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине.

Сервер Программный модуль, который обслуживает запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. Компьютер, который предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети. Стек протоколов - набор протоколов разных уровней, достаточный для организации сетевого взаимодействия систем. Стек протоколов TCP/IP – набор протоколов, определяющий межсетевое взаимодействие в рамках технологии internet и состоящий из четырех уровней
Классификация сетей