Сети ЭВМ Основы сетей передачи данных 1

Сети ЭВМ Основы сетей передачи данных 1

Литература - 1 Компьютерные сети. Принципы технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2 -е изд. / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – СПб. : Питер, 2003. – 864 с. : ил. l Компьютерные сети / Кулаков Ю. А. , Луцкий Г. М. – К. : Юниор, 1998. – 384 с. , ил. l Вернер Фейбел. Энциклопедия современных сетевых технологий. – К. : Комиздат, 1998. – 687 с. : ил. l 2

Литература - 2 Высокопроизводительные сети. Энциклопедия пользователя. : Пер. с англ. / Марк А. Спортак и др. – К. : Издательство «Диа. Софт» , 1998. – 432 с. l Введение в Windows NT Server 4 / Марк Майнази и др. – М. : Издательство «Лори» , 1997. – 548 с. l Титтел Э. , Коннор Д. Netware для «чайников» . – К. : «Диалектика» , 1995. – 318 с. , ил. l 3

Литература - 3 Таненбаум Э. Компьютерные сети. 3 -е изд. – СПб. : Питер, 2002. – 848 с. : ил. l Современные компьютерные сети. 2 -е изд. / В. Столлингс. – СПб. : Питер, 2003. – 783 с. : ил. l 4

Компьютерная сеть – что это? Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Линии связи образованы кабелями, сетевыми адаптерами и другими коммуникационными устройствами. Все сетевое оборудование работает под управлением системного и прикладного программного обеспечения. Компьютерные сети называют также вычислительными сетями или сетями передачи данных. 5

Основная цель создания вычислительной сети – обеспечение потенциальной возможности совместного использования ресурсов сети. Ресурсом может являться, например, вычислительная мощность компьютера в целом. В качестве совместно используемых ресурсов часто выступают данные, хранящиеся на диске, а также разнообразные периферийные устройства – принтеры, модемы, факсаппараты. 6

План 1. 2. 3. 4. Эволюция вычислительных систем Классификация сетей Компьютерные сети – частный случай распределенных вычислительных систем Основные программные и аппаратные компоненты сети 7

Эволюция вычислительных систем Системы пакетной обработки l Многотерминальные системы l Глобальные сети l Локальные сети l Сближение локальных и глобальных сетей l 8

Системы пакетной обработки 9

Многотерминальные системы 10

Глобальные сети 11

Классификация сетей по территориальному признаку Глобальные сети (Wide Area Network WAN) l Городские сети (Metropolitan Area Network -MAN) l Локальные сети (Local Area Network LAN) l 12

Классификация сетей по способу организации Одноранговые сети (peer-to-peer networks) l Сети клиент-сервер (client/server networks) или сети с выделенным сервером (server-based networks) l Смешанные сети l 13

Одноранговые сети 14

Одноранговые сети(реализация) компьютеры расположены на рабочих столах пользователей; l пользователи сами выступают в роли админисфаторов и обеспечивают защиту информации; l для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система l 15

Одноранговые сети целесообразность применения количество пользователей не превышает 30 человек; l пользователи расположены компактно; l вопросы зашиты данных не критичны; l в обозримом будущем не ожидается значительного расширения фирмы и следовательно, сети l 16

Сети клиент-сервер 17

Специализированные серверы Файл-серверы и принт-серверы l Серверы приложений. l Почтовые серверы. l Факс-серверы. l Коммуникационные серверы. l 18

Сети клиент-сервер 19

Преимущества и недостатки сетей клиент-сервер l l l Упрощение администрирования Более эффективный доступ к ресурсам Пользователю для доступа ко все ресурсам, на которые у него есть права нужно помнить только 1 пароль l l l Неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной Требуют квалифицированного персонала Стоимость увеличивается из-за потребности в дополнительном оборудовании и специальном ПО 20

Преимущества и недостатки одноранговых сетей l l l легки в установке и настройке, не дороги пользователи сами контролируют свои ресурсы не требуют дополнительного оборудования и ПО не нужен администратор хороши, когда пользователей не больше 10 l l l сетевая безопасность применяется одновременно только к одному ресурсу сколько ресурсов – столько и паролей Резервное копирование нужно проводить на каждом компьютере падение производительности нет общей схемы для поиска и управления доступом к данным 21

Классификация сетей по назначению предоставляемых услуг Сети операторов связи l Корпоративные сети l Домашние сети l 22

Операторы связи различаются по: Набору предоставляемых услуг l Территории, в пределах которой предоставляются услуги l Типом клиентов, на которые ориентируются их услуги l Имеющейся во владении оператора инфраструктурой – линиями связи, коммутационным оборудованием, информационными серверами и т. п. l 23

Корпоративные сети Сети отделов l Сети кампусов l Сети масштаба предприятия l 24

Что дает предприятию использование сетей? Разделение дорогостоящих ресурсов l Совершенствование коммуникаций l Улучшение доступа к информации l Быстрое и качественное принятие решений l Свобода в территориальном размещении компьютеров и сотрудников l 25

Вычислительные сети стали логическим результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны они являются частным случаем распределенных вычислительных систем, а с другой стороны, могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния. 26

Телекоммуникационные сети Компьютерные сети l Телефонные сети l Радио и телевизионные сети l 27

Компьютерные сети – частный случай распределенных вычислительных систем Мультипроцессорные компьютеры l Кластеры l Вычислительные сети l Распределенные программы l 28

Мультипроцессорные компьютеры l В мультипроцессорных компьютерах имеется несколько процессоров, каждый из которых может относительно независимо от остальных выполнять свою программу. В мультипроцессоре существует общая для всех процессоров операционная система, которая оперативно распределяет вычислительную нагрузку между процессорами. Взаимодействие между отдельными процессорами организуется наиболее простым способом - через общую оперативную память 29

Кластер (многомашинная система) – это вычислительный комплекс, состоящий из нескольких компьютеров (каждый из которых работает под управлением собственной операционной системы), а также программные и аппаратные средства связи компьютеров, которые обеспечивают работу всех компьютеров комплекса как единого целого. 30

Вычислительные сети l Компьютерные сети относятся к распределенным (или децентрализованным) вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной вычислительной системы является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с компьютерными сетями к распределенным системам относят также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы. 31

Основные программные и аппаратные компоненты сети Компьютеры l Коммуникационное оборудование l Операционные системы l Сетевые приложения l 32

Коммуникационное оборудование Сетевой адаптер (сетевая карта) l Сетевые кабели l Промежуточное коммуникационное оборудование l 33

Сетевой адаптер (сетевая карта) l устройство двунаправленного обмена данными между ПК и средой передачи данных вычислительной сети. Кроме организации обмена данными между ПК и вычислительной сетью, сетевой адаптер выполняет буферизацию (временное хранение данных) и функцию сопряжения компьютера с сетевым кабелем. 34

Сетевой адаптер (сетевая карта) Адаптеры снабжены собственным процессором и памятью. Карты классифицируются по типу порта, через который они соединяются с компьютером: ISA, PCI, USB. Наиболее распространенные из них - это сетевые карты PCI. Карта, как правило, устанавливается в слот расширения PCI, расположенный на материнской плате ПК, и подключается к сетевому кабелю разъемами типа: RJ-45 или BNC. l адаптеры для клиентских компьютеров; адаптеры для серверов. 35

Сетевые кабели l В качестве кабелей соединяющих отдельные ПК и коммуникационное оборудование в вычислительных сетях применяются: витая пара, коаксиальный кабель, оптический кабель. 36

Промежуточное коммуникационное оборудование трансиверы (transceivers) l повторители (repeaters) l концентраторы (hubs) l коммутаторы (switches) l мосты (bridges) l маршрутизаторы (routers) l шлюзы (gateways). l 37

Промежуточное коммуникационное оборудование Трансиверы и повторители обеспечивают усиление и преобразование сигналов в вычислительных сетях. l Концентраторы и коммутаторы служат для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию локальной вычислительной сети. l 38

l Для соединения подсетей (логических сегментов) и различных вычислительных сетей между собой в качестве межсетевого интерфейса применяются коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы 39

Повторители l это аппаратные устройства, предназначенные для восстановления и усиления сигналов в вычислительных сетях с целью увеличения их длины 40

Трансиверы или приемопередатчики l аппаратные устройства, служащие для двунаправленной передачи между адаптером и сетевым кабелем или двумя сегментами кабеля. Основной функцией трансивера является усиление сигналов. Трансиверы применяются и в качестве конверторов для преобразование электрических сигналов в другие виды сигналов (оптические или радиосигналы) с целью использования других сред передачи информации 41

Концентраторы l это аппаратные устройства множественного доступа, которые объединяет в одной точке отдельные физические отрезки кабеля, образуют общую среду передачи данных или физические сегменты сети. 42

Мосты l это программно – аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой или несколько частей одной и той же сети, работающих с разными протоколами. Мосты предназначены для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия. Мост изолирует трафик одной части сети от трафика другой части, повышая общую производительность передачи данных. 43

Коммутаторы l программно – аппаратные устройства, которые делят общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов с помощью концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора 44

Маршрутизаторы l Это коммуникационное оборудование, которое обеспечивает выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Маршрутизаторы применяют только для связи однородных сетей и в разветвленных сетях, имеющих несколько параллельных маршрутов. . Маршрутизаторами и программными модулями сетевой операционной системы реализуются функции сетевого уровня. 45

Шлюзы l коммуникационное оборудование (например, компьютер), служащее для объединения разнородных сетей с различными протоколами обмена. Шлюзы полностью преобразовывают весь поток данных, включая коды, форматы, методы управления и т. д. 46

Операционные системы Автономные ОС (программное обеспечение вычислительных сетей) l В качестве автономных ОС для рабочих станций, как правило, используются современные 32 -разрядные операционные системы – Windows 95/98, Windows 2000, XP, Windows 7. l 47

Сетевые ОС (программное обеспечение вычислительных сетей l В качестве сетевых ОС в вычислительных сетях применяются: l ОС Unix; l ОС Net. Ware фирмы Novell; l Сетевые ОС фирмы Microsoft (ОС Windows NT, Microsoft Windows 2000 Server, Windows Server 2003, Windows Server 2008) 48

Программный сервер Программные модули, которые постоянно находятся в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров называются программными серверами (server) 49

Программный клиент Программные модули вырабатывающие запросы на доступ к удаленным ресурсам и передающие их по сети на нужный компьютер называются программными клиентами (client) 50

Служба Пара модулей «клиент – сервер» , обеспечивающая совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам, называется службой (service). 51

Распределенные программы запрос Клиент Компьютер 1 l l l ответ Сервер Компьютер 2 Распределенная программа – это программа, которая состоит из Сетевые службы – это системные распределенные программы Распределенные пользовательские программы (приложения) наз 52