Локальные и глобальные сети ЭВМ Основы компьютерной коммуникации. Принципы построения сетей.
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, между которыми возможен информационный обмен без промежуточных носителей информации. Для создания сети входящие в нее компьютеры должны быть связаны каналами передачи информации – каналами связи, а на компьютерах – установлено специальное программное обеспечение, организующее работу в сети, - программы управления сетью. Технология работы в сети и возникающие при этом возможности зависят как от способов организации каналов связи, так и от программного обеспечения. Рассмотрим виды связи и организуемые с их помощью сети
Временная сеть Соединение компьютеров через порты Временная сеть из двух ПК Способ связи Нульмодемный кабель Инфракрас ный луч
Локальные сети Соединение с использованием сетевой карты Локальные сети Одноранговая сеть Иерархическая сеть
Локальная вычислительная сеть – компьютеры внутри одного здания стационарно соединяются специально предназначенными для этого кабелями. Между компьютерами организуется информационный обмен. Сеть LAN (Local Area Net). одноранговые (Peer to Peer) - небольшие сети равноправных компьютеров – рабочих станций, где каждый узел может являться и клиентом и сервером; сети с централизованным управлением или основанные на сервере (Server based), наделяющим остальные узлы правами использования ресурсов (сети среднего и большого размеров). Понятие «клиент-сервер» в этом контексте подчеркивает меньшую самостоятельность узлов-клиентов таких сетей, хотя чаще принимается как название одного из методов распределенной обработки информации.
Сети, организованные с помощью каналов связи Распределенные специальные сети Соединение по каналам связи Глобальные сети общего доступа (в том числе Интернет) Другие способы связи ПК Прямая связь Удаленный доступ в сеть BBS
Распределенная сеть. Значительно удаленные друг от друга компьютеры (например, расположенные в разных концах города или в разных городах), между которыми необходимо организовать постоянный обмен большими потоками информации, соединяются специальными постоянно действующими выделенными каналами. По своему функциональному назначению эти сети эквивалентны локальным сетям. Сеть MAN (Metropolitan Area Net). Глобальная сеть. Сеть компьютеров, распределенных по всему миру и постоянно связанных каналами с очень высокой пропускной способностью, на которых имеется большой объем разнообразной информации, доступной на коммерческой основе всем желающим, называется глобальной сетью или WAN (Wide Area Net). Наиболее известной глобальной сетью является сеть Интернет, хотя имеются и другие (MSN Microsoft on Line, America on Line и др. ).
Прямая связь. Это простейший способ связи двух обычных компьютеров и организации обмена информацией между ними без посредников и дополнительной оплаты. Соединение по модему с помощью специальных коммутационных программ, например, Hyper Terminal. Удаленный доступ. Этот способ подключения к отдельному ПК или локальной сети, после чего удаленный ПК становится полноправной рабочей станцией сети, а модем одновременно выполняет функции сетевой карты. Подключение выполняется с помощью специальных программ «удаленный доступ к сети» . Соединение по модему или по выделенному каналу с помощью провайдеров. Связь с доской объявлений (BBS). Подобные системы называют досками объявлений – Bulletin Board Services (BBS). В этом случае происходит соединение с компьютером или локальной сетью, в которой имеются база данных и специальное программное обеспечение, реализующее язык запросов, поиск в базе необходимой информации и ее копирование на ПК абонента. Для работы с BBS могут использоваться как коммутационные программы, так и специальное программное обеспечение, которое обычно считывается с самой BBS после первого обращения к ней с помощью коммутационной программы.
Топология сетей, то есть их физическая организация, определяющая расположение узлов и соединений бывает следующих видов: шина (Bus), кольцо (Ring), звезда (Star), сетка (Mesh), дерево (Tree). Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями: ь обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети; ь обеспечение совместного доступа к ресурсам данных. Так, например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати (сетевой принтер) или, например, ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера (файлового сервера). Это же относится и к программному, и к информационному обеспечению. Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером. Компьютерные сети, в которых нет выделенного сервера, а все локальные компьютеры могут общаться друг с другом на «равных правах» (обычно это небольшие сети), называются одноранговыми.
Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками (их может быть несколько в одной сети) называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором. Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами. Шлюзы могут быть как аппаратными, так и программными. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают так называемые брандмауэры. Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.
На основе технических предложений Международного института стандартов ISO (International Standards Organization) была разработана модель OSI (модель взаимодействия открытых систем – Model оf Open System Interconnections). Использование этой модели позволяет обеспечить совместимость оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечить совместимость информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Компьютер отправителя Компьютер получателя Уровни модели OSI канал связи Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней — до семи). Самый верхний уровень — прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень — физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами.
Виртуальные соединения Физическое соединение Прикладной уровень – 7 уровень (Application Layer) – высший уровень модели. На прикладном уровне с помощью специальных приложений пользователь создает документ (сообщение, рисунок и т. п. ). Уровень представления данных – 6 уровень (Presentation Layer) преобразование кодов, кодовых таблиц, сжатие и распаковка данных основные задачи этого уровня. Сеансовый уровень – 5 уровень - (Session Layer) обеспечивает синхронизацию и корректную передачу пакетов в сетевом диалоге, а также надежность соединения до конца сеанса.
Транспортный уровень – 4 уровень - (Transport Layer) отвечает за передачу данных между процессами с заданным уровнем качества (скорость и уровень достоверности). На транспортном уровне документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети. Сетевой уровень – 3 уровень (Network Layer) или пакетный уровень (Packet Layer). Сетевой уровень определяет маршрут движения данных в сети. Канальный уровень – 2 уровень (Data Link Layer) - обеспечивает формирование фреймов (Frames)- кадров, передаваемых через физический уровень к получателю. Физический уровень – 1 уровень (Physical Layer) - нижний уровень, обеспечивает физическое кодирование бит кадра в электрические (оптические) сигналы и передачу их по линии связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение контактов и формат физических сигналов. Реальная передача данных происходит на этом уровне. Понятие виртуального соединения
Особенности виртуальных соединений. Разные уровни протоколов сервера и клиента не взаимодействуют друг с другом напрямую, но они взаимодействуют через физический уровень. Постепенно переходя с верхнего уровня на нижний, данные непрерывно преобразуются, «обрастают» дополнительными данными, которые анализируются протоколами соответствующих уровней на сопредельной стороне. Это и создает эффект виртуального взаимодействия уровней между собой. Однако, несмотря на виртуальность, это все-таки соединения, через которые тоже проходят данные. На использовании виртуальных соединений основаны такие позитивные свойства электронных систем связи, как возможность работать по одному физическому каналу сразу с несколькими серверами. Но на них же основаны и такие негативные средства, как «троянские программы» . Троянская программа — разновидность «компьютерного вируса» , создающая во время сеансов связи виртуальные соединения для передачи данных о компьютере, на котором установлена.
Компоненты сетей Компьютерная сеть состоит из аппаратного обеспечения, программного обеспечения и среды передачи Аппаратное обеспечение - это собственно компьютеры и сетевые адаптеры. Могут состоять из машин любого класса от рабочих станций IBM PC до мэйнфреймов. Узлы (Nodes): компьютеры с сетевым интерфейсом, выступающие в роли рабочих станций, серверов или в тех и других. Программное обеспечение – включает в себя драйверы адаптеров и протоколов, а также программы, обеспечивающие использование и разделение ресурсов в сети. Среда передачи может быть проводной (кабель некоторого типа) или беспроводной (радио или инфракрасные сегменты)
Сетевой сервис Набор услуг, предоставляемых сетью клиентам, зависимости от потребности и реализации сети. варьируется в Файл сервер – позволяет клиенту пользоваться файлами, находящимися на носителях сервера. Принт-сервер – обеспечивает несколькими принтерами. обслуживание множества клиентов Факс-сервер – обеспечивает коллективное использование клиентами сети факс-модема и телефонной линии как разделительного устройства вывода для посылки факсимильных сообщений. Удаленный терминал – обеспечивает доступ к вычислительным ресурсам удаленной машины с многопользовательской ОС. Сервер приложений является одним из вариантов технологии «клиентсервер» , в котором основная обработка (и поиск) информации для группы пользователей одного приложения производится на сервере.
Электронная почта (E-Mail) обеспечивает обмен сообщениями между клиентами, независимо от степени их удаленности друг от друга. Аналогично обычной почте электронное письмо имеет адреса отправителя и получателя. Многие системы позволяют присоединить к письму файлы, которые доставляются вместе с письмом. Непосредственный диалог (Chat) позволяет двум клиентам или группе клиентов обмениваться репликами в реальном времени. При использовании мультимедийных средств возможно проведение видеоконференции. Применение звуковых карт или голосовых модемов позволяет осуществлять рассылку голосовых сообщений.
Скачать презентацию Локальные и глобальные сети ЭВМ Основы компьютерной коммуникации
Лекция_10_Локальные и глобальные сети ЭВМ.ppt