Компьютерные сети 1 История появления и развития вычислительных

Компьютерные сети 1. История появления и развития вычислительных сетей. 2. Классификация компьютерных сетей. 3. Основные протоколы обмена информацией в сети.

Компьютерная сеть - это соединение двух или более компьютеров для решения следующих задач: § обмен информацией; § общее использование программного обеспечения; § общее использование оборудования (принтеры, модемы, диски и т. п. ). Основная цель создания сетей заключается в обеспечении обмена данных между двумя вычислительными машинами, входящими в сеть. История появления вычислительных сетей ведет свое начало от 60 -х годов, когда были созданы первые компьютерные системы с раздвоенными ресурсами.

ь Первая сеть с коммутацией пакетов было разработана в Англии в 1968 году в Национальной физической лаборатории. ь Первая многоузловая сеть с коммутацией пакетов Arpanet вступила в действие в США в 1969 году. ь В 1971 создана сеть Alocha (Гавайи, США), в котором реализованы методы передачи пакетов по радиоканалам. ь Модель сети Ethernet была разработана сотрудниками фирмы Xerox в 1974 – 1976 годах. Протокол этой сети был стандартизирован в 80 -х годах. ь В течение 1974 – 1982 годов рядом ведущих компьютерных фирм США разработаны архитектуры и сетевые технологии, повлиявшие на формирование современных сетей. Фирмой DEC в 1975 создана сеть Decnet, развивавшаяся вплоть до 1990. ь В 1982 – 1988 годах университетами и фирмами США была создана сеть Bitnet, получившая всемирное распространение.

Вычислительные сети (интерсети*) Общедоступные сети – это вычислительные сети, предоставляющие услуги всем желающим за определенную плату Специализированные сети (академические сети) * Интерсеть – совокупность отдельных вычислительных сетей, связанных между собой в общую сеть каналами связи и специальными сопрягающими устройствами.

Основные характеристики интерсети: • топология интерсети и межсетевая архитектура (общая характеристика связности интерсети, расположение межсетевых устройств и связей между ними и отдельными подсетями, степень однородности входящих подсетей); • логика межсетевых устройств (типы, межсетевой протокол, преобразование протоколов, уровень надежности межсетевого протокола); • логика межсетевых соединений, реализуемая в хост-машинах; • межсетевые протоколы верхних уровней (транспортного и выше) и их реализация в хост-машинах; • административная служба сети (степень автономности, общесетевые процедуры управления, организация справочника ресурсов и прочее).

Классификация компьютерных сетей по назначению Компьютерные сети вычислительные информационные смешанные

Классификация по типу компьютеров, которые входят в состав КС Компьютерные сети однородные компьютерные сети, которые состоят из программно общих ЭВМ неоднородные компьютерные сети, в состав которых входят программно-несовместимые компьютеры

Классификация компьютерных сетей по типу организации работы компьютеров в сети Компьютерные сети одноранговые с выделенным сервером рабочие группы

В одноранговой сети все компьютеры имеют одинаковый приоритет и независимое администрирование. Каждый компьютер имеет установленную операционную систему платформы Microsoft Windows любой версии или совместимую с ней. Эта операционная система поддерживает работу клиента сети Microsoft. Для построения одноранговой локальной сети достаточно объединить компьютеры при помощи сетевого кабеля (смонтировать кабельную систему) и установить на компьютеры, например, ОС Windows XP Professional. Мастер подключения к сети, поможет осуществить все необходимые настройки операционной системы.

В сети с выделенным сервером управление ресурсами сервера и рабочих станций централизовано и осуществляется с сервера. Сервер – это специально выделенный высокопроизводительный компьютер, оснащенный специальной серверной операционной системой (Windows Server 2003), центрально управляющий сетью. Для создания сети с выделенным сервером необходимо установить и настроить на одном из компьютеров серверную операционную систему (ОС), например Microsoft Windows Server 2003. На этом сервере создается общая база учетных записей всех пользователей, назначаются общие ресурсы, и определяется доступ к каждому для категорий или отдельных пользователей.

В сетях с выделенными серверами администрирование осуществляется централизованно. Для упрощения администрирования, любые компьютеры сети и разделяемые ресурсы можно объединять в группы, называемые доменами. Домен – это логическая группировка любых компьютеров сети под одним именем. Для домена создается общая база данных. В Windows Server 2003 эта база данных называется каталогом и входит в службу каталога Active Directory.

Рабочая группа – это средство поддержки сетевого окружения, входящее в состав Microsoft Windows XP. Рабочая группа (workgroup) – это логическая группа сетевых компьютеров одноранговой сети. Компьютеры рабочей группы совместно используют общие ресурсы, такие как файлы и принтеры. При администрировании каждого компьютера определяют: § какие ресурсы этого компьютера будут разделяемыми (общими), § какие пользователи сети будут иметь доступ к этим ресурсам, с какими правами. При этом, на каждом компьютере рабочей группы создаются собственные базы данных пользователей и политики безопасности локального компьютера.

Классификация компьютерных сетей по территориальному признаку Компьютерные сети локальные сети (Local. Area. Networks – LAN) глобальные сети (Wide. Area. Networks – WAN) городские сети (Metropolitan. Area Networks – MAN) Также дополнительно выделяют: кампусные сети (Campus Area Network – CAN), которые совмещают значительно удаленные друг от друга абонентские системы или локальные сети, но еще не требуют отдаленных коммуникаций через телефонные линии и модемы.

• LAN – сосредоточены на территории не больше 1– 2 км; построенные с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с, предоставленные услуги отличаются широкой разнообразностью и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line. • WAN – совмещают компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставленных услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. • MAN – занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они имеют качественные линии связи и высоких скоростей обмена, иногда даже больше высокими, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении MAN уже существующие линии связи не используются, а прокладываются заново.

Отличительные признаки локальной сети высокая скорость передачи, большая пропускная способность высококачественные каналы связи. Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть ~ 10 -7 – 10 -8 эффективный, быстродействующий механизм управления обменом ограничено, точно определенное число компьютеров, которые подключаются к сети

Вся работа компьютеров в сети, независимо от назначения и размеров сети, сводится к одному – обмену информацией. Каждый компьютер имеет встроенный сетевой адаптер, который в свою очередь подключается к кабельной системе. Перед передачей по сети информация формируется в пакеты. Сетевые адаптеры общаются между собой, передавая и принимая пакеты с информацией. Каждый пакет состоит из двух основных частей: Заголовок и Данные. Заголовок содержит адрес компьютера-отправителя и адрес компьютера-получателя. Раздел данных содержит передаваемую информацию. Переданный в сеть пакет отправляется на все компьютеры. Получив пакет, они читают заголовок, и только тот компьютер, которому этот пакет адресован, прочтет данные из этого пакета. v Пакет имеет строго определенный формат, поэтому любой компьютер, получив пакет, сможет его прочитать. Этот формат определяется сетевым протоколом, который устанавливается в настройках операционной системы.

Протокол представляет собой набор правил и соглашений для оформления и передачи информации по компьютерной сети. Наиболее распространенные протоколы, используемые в компьютерных сетях Microsoft: ь Net. BEUI (Net. BIOS Extended User Interface) – расширенный пользовательский интерфейс дейтаграмной передачи Net. Bios (Net. Work Basic Input/Output System). Был разработан фирмой Sytek Corporation по заказу IBM в 1983 году. Особенностью Net. BIOS является возможность его работы поверх разных протоколов, самыми распространёнными из которых являются Net. BEUI, IPX и стек протоколов TCP/IP. ь IPX/SPX (от англ. Internetwork Packet e. Xchange/Sequenced Packet e. Xchange - межсетевой обмен пакетами/последовательный обмен пакетами) — стек протоколов, используемый в сетях Novell Net. Ware. Протокол IPX обеспечивает сетевой уровень (доставку пакетов, аналог IP), SPX — транспортный и сеансовый уровни (аналог TCP). IPX/SPX считался оптимальным для применения в локальных вычислительных сетях, в то время как TCP/IP предполагался более эффективным для глобальных сетей. ь TCP/IP. Сетевой протокол Microsoft TCP/IP особенно широко используется в сети Интернет.

Microsoft TCP/IP-протокол, на основе которого разработаны многие службы в операционной системе Windows, дает следующие возможности: • обеспечивает надежную, отказоустойчивую среду обмена информацией. • поддерживается всеми современными операционными системами. • позволяет компьютерам работать как в локальных, так и в глобальных компьютерных сетях. • обеспечивает доступ в Интернет. Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней: • прикладного (application), • транспортного (transport), • сетевого (network), • канального (data link). Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.