Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 40 ТЕМА 8 ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ
Лекция 40.pptx
- Количество слайдов: 18
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 40 ТЕМА 8 ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 40 ТЕМА 8 ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ
ЛЕКЦИЯ 40 ТЕМА 8. ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ ЭВМ. Сетевые стандарты. Сетевые архитектуры. Сетевые протоколы. Среда клиентсервер.
СЕТЕВЫЕ СТАНДАРТЫ В передаче данных от одного компьютера к другому можно выделить следующие задачи: • Распознавание данных. • Разбиение данных на управляемые блоки. • Добавление информации к каждому блоку о местонахождении данных и получателе. • Добавление информации для синхронизации и проверки ошибок. • Перемещение данных в сеть и отправка их по заданному адресу. Сетевая ОС при выполнении этих задач строго следует определенному набору процедур. Эти процедуры называются протоколами. Существует два главных набора стандартов: эталонная модель OSI и ее модификация Project 802.
Модель OSI
Перед отправкой в сеть данные разбиваются на пакеты, передаваемые между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно все уровни ПО от прикладного до физического, при этом на каждом уровне к пакету добавляется форматирующая или адресная информация, необходимая для безошибочной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет также проходит через все уровни, но в обратном порядке. ПО каждого уровня анализирует информацию пакета, удаляет ту информацию, которая добавлена к пакету на, таком же уровне отправителем, и передает пакет следующему уровню. По достижении пакетом Прикладного уровня вся служебная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный вид.
Прикладной (Application) уровень. Уровень 7. Поддерживает приложения пользователя. Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и восстановлением данных после сбоев связи. Уровень представления (Presentation). Уровень 6. Определяет формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами, кодирует и сжимает передаваемые данные определенным стандартным образом. Сеансовый уровень (Session). Уровень 5. Позволяет двум приложениям разных компьютеров устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом, устанавливая, какая из сторон, когда, как долго и т. д. должна осуществлять передачу. Транспортный уровень (Transport). Уровень 4. Принять данные от Сеансового уровня, разбить их при необходимости на небольшие части и передать Сетевому уровню, гарантируя, что эти части в правильном порядке прибудут по назначению, следит за созданием и удалением сетевых соединений, управляет потоком сообщений, проверяет ошибки и участвует в решении задач, связанных с отправкой и получением пакетов. Примеры протоколов транспортного уровня - TCP и SPX.
Сетевой уровень (Network). Уровень 3. Управляет операциями подсети. Он отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические, разрешает также проблемы, связанные с разными способами адресации и разными протоколами при переходе пакетов из одной сети в другую, позволяя объединять разнородные сети. Примеры протоколов сетевого уровня — IP и IPX. Уровень передачи данных или канальный (Data Link). Уровень 2. Разбиения входных данных на кадры размером от нескольких сот до нескольких тысяч байтов. Каждый следующий кадр данных передается только после получения и обработки кадра подтверждения, посылаемого обратно получателем. Кадр - это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. Простой кадр данных: идентификатор отправителя - адрес компьютера-отправителя, а идентификатор получателя - адрес компьютера-получателя. . Управляющая информация используется для маршрутизации, указания типа пакета и сегментации. CRC (Cyclical Redundancy Check — циклический код) позволяет выявить ошибки и гарантирует правильный прием информации
Физический уровень (Physical). Уровень 1. Физический уровень осуществляет передачу неструктурированного, сырого, потока бит по физической среде (например, по сетевому кабелю). На этом уровне реализуются электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем. Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие ото всех вышележащих уровней. На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с платой и способ передачи сигналов по сетевому кабелю. Физический уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию бит, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода в электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю. Сетевые драйверы обеспечивают связь между платами сетевого адаптера и работающими на компьютере редиректорами. Редиректор — это часть сетевого ПО, которое принимает запросы ввода/вывода, относящиеся к удаленным файлам, и переадресовывает их по сети на другой компьютер.
СЕТЕВЫЕ АРХИТЕКТУРЫ Существуют три метода доступа: • множественный доступ с контролем несущей, • доступ с передачей маркера, • доступ по приоритету запроса. Метод доступа — набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю. Множественный доступ с контролем несущей подразделяется на: • множественный доступ с обнаружением коллизий; • множественный доступ с предотвращением коллизий.
Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD). Все компьютеры в сети — и клиенты, и серверы — прослушивают кабель, стремясь обнаружить передаваемые данные, т. е. трафик. Компьютер может начать передачу только тогда, когда убедится, что кабель свободен - трафик отсутствует. Пока кабель занят, ни один из компьютеров не может вести передачу. Если возникает коллизия, то эти компьютеры приостанавливают передачу на случайный интервал времени, а затем вновь стараются наладить связь. Причем периоды ожидания у них разные, что снижает вероятность одновременного возобновления передачи. Способность обнаруживать коллизии ограничивает область действия самого CSMA/CD. При длине кабеля > 2, 5 км механизм обнаружения коллизий становится неэффективным — некоторые компьютеры могут не услышать сигнал и начнут передачу, что приведет к коллизии и разрушению данных.
Множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/ СА). Каждый компьютер передачей данных в сеть сигнализирует о своем намерении, поэтому остальные компьютеры «узнают» о готовящейся передаче и могут избежать коллизий. Однако широковещательное оповещение увеличивает общий трафик и уменьшает пропускную способность сети. Поэтому CSMA/CA работает медленнее, чем CSMA/CD. Доступ с передачей маркера. Пакет особого типа, маркер (token), циркулирует от компьютера к компьютеру. Чтобы послать данные в сеть, любой компьютер должен сначала «дождаться» прихода свободного маркера и «захватить» его. Захватив маркер, компьютер может передавать данные. Когда какой-либо компьютер наполнит маркер своей информацией и пошлет его по сетевому кабелю, другие компьютеры уже не смогут передавать данные, так как в каждый момент времени только один компьютер использует маркер. В сети не возникает ни состязания, ни коллизий, ни временных задержек.
Доступ по приоритету запроса (demand priority). Относительно новый метод доступа, разработанный для сети Ethernet со скоростью передачи 100 Мбит/с. Этот метод учитывает своеобразную конфигурацию сетей, которые состоят только из концентраторов и оконечных узлов. Концентраторы управляют доступом к кабелю, последовательно опрашивая каждый узел в сети и выявляя запросы на передачу. Концентратор должен знать все адреса связи и узлы и проверять их работоспособность. Оконечным узлом в соответствии со спецификацией может быть компьютер, мост, маршрутизатор или коммутатор. Для сетей с использованием доступа по приоритету запроса разработана специальная схема кабеля, поэтому каждый компьютер может одновременно передавать и принимать данные. Применяется восьмипроводный кабель, по каждой паре проводов которого сигнал передается с частотой 25 Мгц.
Передача данных в сети Под термином «пакет» подразумевается единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. При разбиении данных на пакеты сетевая ОС добавляет к каждому пакету специальную управляющую информацию, которая обеспечивает передачу исходных данных небольшими блоками, сбор данных в определенном порядке (при их получении), проверку данных на наличие ошибок (после сборки). Компоненты пакета группируются по трем разделам: заголовок, данные и трейлер. Заголовок включает: • сигнал о том, что передается пакет, • адрес источника, • адрес получателя, • информацию, синхронизирующую передачу. Для большинства сетей размер пакета составляет от 512 байт до 4 Кбайт.
Содержимое трейлера зависит от протокола связи (протокол — это набор правил или стандартов для осуществления связи и обмена информацией между компьютерами). Чаще всего трейлер содержит информацию для проверки ошибок, называемую избыточным циклическим кодом (Cyclical Redundancy Check, CRC). CRC - это число, получаемое в результате математических преобразований данных пакета и исходной информации. Когда пакет достигает места назначения, эти преобразования повторяются. Если результат совпадает с CRC — пакет принимается без ошибок. В противном случае передача пакета повторяется.
Сети Ethernet использует немодулированную передачу, топологию шина и метод доступа CSMA/CD. Другие используемые топологии -звезда-шина. Спецификация — IEEE 802. 3. Скорость передачи данных — 10 или 100 Мбит/с. Кабельная система — толстый и тонкий коаксиальный кабель, UTP. Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат которых отличается от формата пакетов в других сетях. Длина 64— 1518 байтов, но сама структура использует 18 байтов, поэтому остается 46 -1500 байтов. Максимальная общая длина сети 925 м. Общее число компьютеров в сети достигает 1024.
Сети Token Ring Сеть Token Ring является реализацией стандарта IEEE 802. 5. От других сетей ее отличает не только наличие уникальной кабельной системы, но и использование метода доступа с передачей маркера. Топология типичной сети — звезда/кольцо. Соединение выполняется через концентратор в виде звезды, а физическое кольцо реализуется в концентраторе. Кабельная система - UTP и STR Скорость передачи — 4 и 16 Мбит/с. Основным компонентом сетей Token Ring является концентратор, реализующий физическое кольцо. В сети с передачей маркера вышедший из строя компьютер или соединение останавливают движение маркера, что ведет к прекращению работы всей сети. Концентраторы разработаны таким образом, чтобы обнаруживать вышедшую из строя плату СА и вовремя отключать ее. Эта процедура позволяет обойти отказавший компьютер, поэтому маркер продолжает циркулировать по сети.
СЕТЕВЫЕ ПРОТОКОЛЫ Протоколы — это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. Различают три определяющих свойства протоколов: • Каждый протокол предназначен для различных задач и имеет свои преимущества и недостатки. • Протоколы работают на разных уровнях модели OSI. Функции протокола определяются уровнем, на котором он работает. • Несколько протоколов могут работать совместно. В этом случае они образуют так называемый стек, или набор протоколов. Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными, а протоколы, поддерживающие передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, — маршрутизируемыми.
TCP/IP — стандартный промышленный набор протоколов, обеспечивающий связь в неоднородной среде, т. е. между компьютерами разных типов. Совместимость — одно из основных преимуществ TCP/IP, поэтому его поддерживают большинство ЛВС. Кроме того, TCP/IP предоставляет маршрутизируемый протокол для корпоративных сетей и доступ в Интернет. Изза своей популярности TCP/IP стал стандартом де-факто для межсетевого взаимодействия. У TCP/ IP есть два главных недостатка: большой размер и недостаточная скорость работы. Но для современных ОС это не является проблемой (проблема только у DOS-клиентов), а скорость работы сравнима со скоростью работы протокола IPX. Стек TCP/IP включает и другие протоколы: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — для обмена E-mail; FTP (File Transfer Protocol) - для обмена файлами; SNMP (Simple Network Management Protocol) — для управления сетью. Протокол TCP/IP в точности не соответствует модели OSI. Вместо семи уровней в нем используется только четыре: - Уровень сетевого интерфейса. - Межсетевой уровень. - Транспортный уровень. - Прикладной уровень. Каждый из них соответствует одному или нескольким уровням модели OSI.
СРЕДА КЛИЕНТ-СЕРВЕР Раньше сетевые системы основывались на модели централизованных вычислений, в которой один мощный сервер — мейнфрейм выполнял основную работу в сети, а пользователи получали доступ к нему при помощи недорогих и низкопроизводительных компьютеров — терминалов. В настоящее время большинство сетей использует модель клиент-сервер. Сеть архитектуры клиент-сервер — это сетевая среда, в которой компьютер-клиент инициирует запрос компьютеру-серверу, выполняющему этот запрос.
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 40 ТЕМА 8 ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ
Лекция 40.pptx