ЛЕКЦИЯ 9 КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ ВОПРОСЫ 1 Локальные

ЛЕКЦИЯ 9. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ ВОПРОСЫ: 1. Локальные и глобальные 2. вычислительные сети. 2. Способы соединения локальных и глобальных вычислительных сетей. 1

1. ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ. Локальные вычислительные сети (ЛВС) соединяют ПК, расположенные недалеко друг от друга. Региональная сеть связывает ПК, расположенные на больщом расстоянии друг от друга в пределах города, района или области. Глобальная сеть объединяет ПК в различных странах или на различных континентах земного шара (сеть Интернет). Интернет объединяет более 20 тыс. компьютерных сетей, расположенных в 130 странах. Информационно-вычислительные сети в зависимости от их назначения подразделены на ряд типов: -сети передачи данных общего назначения, обеспечивающие доступ к доскам объявлений, разнообразным справочным службам, электронную почту, пересылку файлов, телеконференции, а также возможность выхода в другие сети; - информационные центры широкого использования, содержащие различные базы данных, доступ к которым возможен на коммерческой основе; -региональные сети передачи данных (на уровне областей или краев), которые являются подсетями федеральной сети общего пользования; 2

- информационные системы ограниченного доступа, например, банковские ( обслуживание клиентов, кредитных карточек и др. ), биржевые, и другие подобные системы; -частные сети, например, телекоммуникационная система крупного банка, предназначенная для внутрибанковского обмена данными между центральным офисом и его отделениями или филиалами. Сети трех последних типов относятся к корпоративным сетям (интрасети), в которых услуги предоставляются только пользователям, входящим в состав замкнутой группы (корпорации). Деловые партнеры часто создают экстрасети, обеспечивающие ограниченный доступ к отдельным частям своих интрасетей. К основным понятиям теории сетей относятся: сервер - программный модуль, обслуживающий запросы к ресурсам компьютера, а также сам компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам сети. Клиент - это программный модуль, вырабатывающий запросы к удаленным ресурсам и передающий их по сети на нужный ПК, а также компьютер, который потребляет локальные ресурсы других ПК сети. Служба - пара "клиент - сервер", обеспечивающая совместный доступ к определенному типу ресурсов. 3

Сервис - набор услуг, предлагаемый конкретной службой. Распределенная программа, состоящая из нескольких частей, причем каждая часть, как правило, выполняется на отдельном ПК сети. Протокол - правила, определяющие взаимодействие между системами в рамках одного уровня. Интерфейс - набор функций, который нижележащий уровень предоставляет вышележащему. Стек протоколов - набор протоколов разных уровней, достаточный для организации взаимодействия систем. 2. СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ И ГЛОБАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ Необходимость переконфигурации сети возникает, когда: - недопустимо долго документы стоят в очереди на сетевой принтер; - увеличилось время запроса к БД; - изменились требования по защите информации и т. д. 4

Сети не могут расширяться за счет простого добавления рабочих станций и прокладки кабеля. Любая способ образования сети имеет свои ограничения. Однако существуют устройства, которые могут: сегментировать ЛВС так, что каждый сегмент станет самостоятельной ЛВС; объединять две ЛВС в одну; -подключать ЛВС к другим сетям для объединения их в Интернет. К таким устройствам относятся репитеры, мосты, маршрутизаторы, мосты - маршрутизаторы и шлюзы. Репитеры - устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети (рис. 1) Рис. 1. Подключение репитера в ЛВС 5

Применение репитеров оправдано в тех случаях, когда требуется преодолеть ограничение по длине сегмента или по количеству ПК(рабочих станций). Мосты и маршрутизаторы являются устройствами, позволяющими соединять локальные сети между собой и с WAN-сетями. Мост - это устройство комплексирования ЛВС. Работа моста основана на принципе, согласно которому все узлы сети имеют уникальные сетевые адреса, и мост передает пакеты исходя из адреса узла назначения (рис. 2). Рис. 2. Пример комплексирования сегментов ЛВС с использованием мостов 6

Управляя доступом к сети, мoст проверяет адрес источника и получателя пакета, строит таблицу маршрутизации, передает пакеты на основе адреса узла назначения. Мост обладает некоторым «интеллектом» , поскольку изучает, куда направить данные. Когда пакеты передаются через мост, адреса передатчиков сохраняются в памяти моста, и на их основе создается таблица маршрутизации. В начале работы таблица пуста. Затем, когда узлы передают пакеты, их адреса копируются в таблицу. Имея эти данные, мост изучает расположение компьютеров в сегментах сети. Если мост знает о местоположении узла - адресата, он передает пакет ему. В противном случае транслирует пакет во все сегменты. 1. Мосты позволяют увеличить дальность охвата сети, работая в качестве повторителей. При этом допускается каскадное соединение ЛВС через мосты. Причем эти ЛВС могут быть разнородны. 2. Использование мостов повышает производительность сети вследствие возможности ее сегментации. Т. к. мосты способны фильтровать пакеты согласно некоторым критериям, то большая сеть делится на несколько сегментов, соединенных мостами. Два небольших сегмента будут работать быстрее, чем один большой, т. к. трафик локализуется в пределах каждого сегмента. 3. Применение мостов повышает эффективность работы сети, т. к. для каждой подсети (сегмента) можно использовать разные топологии и Среды передачи, а затем их объединять мостами. 7

Различают локальные и удаленные мосты. Удаленные мосты используются в больших сетях, когда ее отдельные сегменты связываются телефонными (или иными) каналами связи. Однако если для соединения двух кабельных сегментов ЛВС используют только один локальный мост, то в крупных сетях приходится использовать два удаленных моста, подключенных через синхронные модемы к выделенному каналу связи (рис. 3). Рис. 3. Использование двух удаленных мостов 8

Маршрутизаторы - это устройства для соединения сетей, использующих различные архитектуры и протоколы. Они могут коммутировать и направлять пакеты через несколько сетей, определять наилучший путь для их передачи, обходить медленные и неисправные каналы, отфильтровывать широковещательные сообщения, действовать как барьер безопасности между сетями. Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой адрес и используется как промежуточный пункт назначения. Работа маршрутизатора основывается на хранимой в его памяти таблице. Однако эта таблица существенно отличается от таблиц мостов тем, что она содержит не адреса узлов, а адреса сетей. Для каждого протокола, используемого в сети, строится своя таблица, которая включает все известные адреса сетей, способы связи с другими сетями, возможные пути маршрутизации, стоимости передачи данных по этим путям. Маршрутизаторы, принимая пакеты, не проверяют адрес узла назначения, а выделяют только адрес сети. Они пропускают пакет, если адрес сети известен, передавая его маршрутизатору, который обслуживает сеть назначения. Маршрутизаторы бывают локальными и удаленными. По типу работы выделяют статические и динамические маршрутизаторы. Статические требуют, чтобы администратор создавал сети таблицу маршрутизации, а также указывал каждый маршрут, а динамические автоматически определяют маршруты и поэтому требуют минимальной настройки и конфигурации. 9

Рис. 4. Пример соединения ЛВС с использованием маршрутизаторов 10

Шлюзы - это устройства, которые обеспечивают связь между различными архитектурами и средами. Главное их назначение - осуществить связь между ПК и средой мини-компьютеров или мейнфреймов Обычно роль шлюзов в ЛВС выполняют выделенные Сервера, а все остальные рабочие станции ЛВС работают с мейнфреймом также просто, как со своими ресурсами. Шлюз связывает две системы, которые используют разные коммуникационные протоколы, структуры и форматы данных, языки и архитектуры, Шлюзы принимают данные из одной среды, удаляют протокольный стек и переупаковывают их в протокольный стек системы назначения Обрабатывая данные, шлюз выполняет следующие операции: - извлекает данные из приходящих пакетов, пропуская их снизу вверх через полный стек протоколов передающей среды; - заново упаковывает полученные данные, пропуская их сверху вниз через стек протоколов сети назначения. 11