Электронная таблица Microsoft Excel

При наличии нескольких шлюзов, удаленных  друг от друга на значительные расстояния, формируется связующая сеть, называемая интерсетью. К этой сети подключаются различные глобальные и локальные компьютерные сети, а также отдельные абоненты. Обычно для создания интерсети используются

125

 

маршрутизаторы. Основное назначение маршрутизатора   -  выбор оптимального направления передачи информации.

Для обеспечения информационной безопасности в сети применяют брандмауэры. Брандмауэр - это комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающий защиту сети от несанкционированного доступа из другой сети. Он устанавливается на границе защищаемой сети и фильтрует все входные и выходные

данные, пропуская только разрешенные  посылки.

 

6.4. Организация передачи информации

6.4.1. Методы доступа в локальных сетях

Эффективность взаимодействия рабочих станций в рамках локальной компьютерной сети во многом определяется используемым правилом доступа к передающей среде, которое называется методом доступа. Существуют два класса таких методов: методы детерминированного доступа и методы случайного доступа.

Метод детерминированного доступа предполагает наличие определенного алгоритма, на основании которого рабочим станциям предоставляется доступ к передающей среде. Например, при централизованном управлении мониторная подсистема может последовательно опрашивать каждую из рабочих станций и предоставлять право передачи информации первой желающей рабочей станции.

При использовании метода случайного доступа каждая рабочая станция может произвольным образом, независимо от других систем, обращаться к каналу. При этом возможно одновременное обращение нескольких рабочих станций к общей передающей среде, поэтому данный метод доступа часто называют методом множественного доступа, В сети, использующей этот метод доступа, применяют специальные алгоритмы, обеспечивающие исключение конфликтов между разными рабочими станциями в случае их одновременного обращения к передающей среде.

6.4.2. Передача информации в территориальных сетях

Одной из важнейших характеристик  территориальной сети является способ коммутации данных. Под коммутацией данных понимается их передача, при которой канал передачи данных может использоваться попеременно для обмена информацией

126

 

между различными пунктами информационной сети (в отличие от связи по некоммутируемым каналам, закрепленным за определенными абонентами). В зависимости от способа коммутации различают сети:

• с коммутацией каналов;
• с коммутацией сообщений;
• с коммутацией пакетов.

Коммутация  каналов предполагает физическое соединение двух и более оконечных узлов (рабочих станций) и монопольное использование канала до тех пор, пока соединение не будет разомкнуто. По своей сути сети коммутации каналов подобны телефонным сетям коллективного пользования. Физическое соединение между абонентами сети создается только на время сеанса передачи информации путем образования составного канала из последовательно соединенных каналов. В рамках сетей коммутации каналов могут организовываться так называемые выделенные каналы, которые коммутируются к определенные, заранее заданные, интервалы времени, когда только и допускается передача информации. Режим выделенных каналов обеспечивает максимально допустимую для конкретной сети скорость передачи данных.

Преимуществом сетей коммутации каналов является наличие постоянного соединения между рабочими станциями, которое позволяет достаточно просто организовать взаимодействие между ними в режиме диалога (реального времени). Существенным недостатком сетей коммутации каналов является низкий коэффициент использования каналов передачи данных,

Коммутация  сообщений характеризуется тем, что создание физического канала между оконечными узлами необязательно; вместо физического канала имеется виртуальный канал, состоящий из физических участков, которые в момент передачи сообщения могут быть не связаны. Сообщение временно сохраняется на промежуточном оконечном узле физического участка и передается далее по виртуальному каналу в момент установления физического соединения. Сообщение последовательно передается от одного узла коммутации к другому, занимая в каждый период времени только канал передачи данных между смежными узлами. Остальные каналы на пути следования пакета могут использоваться для других целей. Это позволяет существенно, по сравнению с сетями коммутации каналов, повысить

127

 

коэффициент использования  физических каналов связи и увеличить  общую пропускную способность сети передачи данных. Однако при этом усложняются узлы коммутации и появляются дополнительные задержки, связанные с необходимостью промежуточного запоминания сообщения в каждом узле сети, что приводит к увеличению времени его доставки.

Коммутация  пакетов также предполагает передачу сообщения по виртуальному каналу, но при этом сообщение разделяется на отдельные фрагменты (пакеты), которые передаются автономно друг от друга, а после завершения их передачи соединяются в целое сообщение на оконечном узле. Пакеты одного сообщения могут передаваться по различным маршрутам, независимо друг от друга, в этом случае говорят о так называемом дейтаграммном способе передачи данных.

6.5. Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Все устройства, работающие в одной сети, должны общаться на одном языке -передавать данные в соответствии с принятым алгоритмом в формате, который будет понят другим устройством. Взаимодействие устройств подразумевает, что все устройства следуют общепринятым правилам,

С целью упорядочения описания принципов взаимодействия устройств  в сетях Международная организация по стандартизации (International Organization of Standartization - ISO) предложила эталонную коммуникационную модель «Взаимодействие Открытых Систем» (Open System Interconnection, OSI). Модель OSI стала основой для разработки стандартов на взаимодействие систем. Она определяет только схему выполнения необходимых задач, но не дает конкретного описания их выполнения. Модель OSI послужила основой для стандартизации всей сетевой индустрии. Кроме того, эта модель является хорошей методологической основой для изучения сетевых технологий. Большинство поставщиков сетевого оборудования определяет свои продукты в терминах эталонной модели OSI.

Эталонная модель OSI сводит передачу информации в сети к семи относительно простым подзадачам (см. табл. 6.1). Каждая из них соответствует своему строго определенному уровню модели OSI. Тем не менее, в реальной жизни некоторые аппаратные и программные средства отвечают сразу за несколько уровней. Два самых низких уровня модели OSI реализуются как аппаратно, так и программно. Остальные пять уровней, в основном, программные.

128

 

Таблица 6.1.

Основные функции уровней модели OSI

 

Модель OSI описывает путь информации через сетевую среду от одной прикладной программы на одном компьютере до другой программы на другом компьютере. При этом пересылаемая информация проходит вниз через все уровни системы. Уровни на разных системах не могут общаться между собой напрямую. Это умеет только физический уровень. По мере прохождения информации вниз внутри системы она преобразуется в вид, удобный для передачи по физическим каналам связи. Для указания адресата к этой преобразованной информации добавляется заголовок с адресом. После получения адресатом этой информации, она проходит через все уровни наверх и преобразуется в первоначальный вид. Каждый уровень системы должен полагаться на услуги, предоставляемые ему смежными уровнями.

Проходящие через уровни данные имеют определенный формат. Сообщение, как правило, делится на заголовок и информационную часть. Конкретный формат зависит от функционального назначения уровня, на котором информация находится в данное время. Например, на сетевом уровне информационный блок состоит из сетевого адреса и следующими за ним данными. Данные сетевого уровня, в свою очередь, могут содержать заголовки более высоких уровней - транспортного, сеансового, уровня представления и прикладного. Некоторые уровни просто

 

 

 

 

 

 

129

 

выполняют   преобразование   получаемых   физических   данных   к   формату, подходящему для смежных уровней (рис. 6.8).

 

Рис. 6.8. Процесс передачи данных в модели О51

Основная идея модели О51 в том, что одни и те же уровни на разных системах, не имея возможности связываться непосредственно, должны работать абсолютно одинаково.

6,6. Сетевые протоколы

При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны следовать определенным соглашениям: согласовать уровни и форму электрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля и т.п. Соглашения должны быть заданы для каждого уровня, от самого низкого уровня (передача битов) до самого высокого, определяющего интерпретацию информации. Такие формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений на одном уровне, называются протоколами. Иерархически организованная совокупность протоколов называется стеком коммуникационных протоколов.

Протоколы соседних уровней  на одном узле взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами, описывающими формат сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

130

 

набор услуг, которые каждый нижний уровень предоставляет ближайшему высшему уровню.

К наиболее распространенным протоколам передачи данных территориальных сетей относится группа протоколов, определенная стандартом Х.25 для сетей коммутации пакетов. Этот стандарт, разработанный более 20 лет назад для передачи данных через аналоговые каналы связи, определяет единые процедуры взаимодействия между рабочими станциями и сетевыми серверами. Предусмотрены специальные механизмы коррекции ошибок и алгоритмы повторной передачи потерянных данных, что необходимо для сетей с достаточно высоким уровнем помех.

Для обеспечения надежной связи  при обмене информацией между  абонентами компьютерной сети предназначены  транспортные протоколы. Особое значение такие протоколы приобретают в компьютерных сетях, передающая среда которых характеризуется относительно высоким уровнем ошибок и низкой надежностью передачи данных. В настоящее время таким протоколом является ТСР (Transmission Control Protocol - Протокол управления передачей). Главным образом этот протокол используется в компьютерных сетях с коммутацией пакетов.

Согласование территориальных  сетей между собой, а также  с локальными сетями, осуществляется на сетевом и транспортном уровнях. В настоящее время используются два основных подхода к формированию межсетевого взаимодействия:

• объединение сетей коммутации пакетов (Х.25);
• объединение сетей в соответствии с межсетевым протоколом IP.

Основное различие этих подходов заключается в том, что  Х.25 предполагает предварительное установление виртуального соединения (канала), а протокол IP относится к протоколам без установления такого соединения.

Очень часто второй подход связывается с термином TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol ). Строго говоря, протокол TCP/IP состоит из двух протоколов: ТСР и IР. Протокол ТСР является стандартным транспортным протоколом и обеспечивает возможность надежной передачи информации между клиентами сети. Протокол IР обеспечивает возможность доставки пакетов между узлами сети INTERNET, а также отвечает за адресацию сетевых узлов.

Термин «ТСР/IР» обычно охватывает все, что связано с протоколами ТСР и IР-семейство протоколов, прикладные программы и даже саму сеть. Надежность работы

131

 

на любой платформе и простота протокола TCP/IP, его открытость и лицензионная чистота определили его нынешний успех. Многие поставщики программного обеспечения включают поддержку TCP/IP в состав своих продуктов. Она есть и в операционных системах Microsoft Windows-95/98/2000, что делает работу в INTERNET простой и удобной. TCP/IP становится основным протоколом и в локальных сетях

6.7. Структура и функции территориальных сетей

6.7.1. Структура территориальных сетей

Сеть INTERNET - самая крупная и единственная в своем роде сеть в мире. Среди глобальных сетей она занимает уникальное положение. Правильнее рассматривать ее как некоторую надсеть (сеть сетей) - объединение многих сетей, сохраняющих свое самостоятельное значение. INTERNET не имеет ни четко выраженного владельца, ни национальной принадлежности. Любая сеть может иметь связь с INTERNET (и рассматриваться как часть INTERNET), если в ней используются принятые в INTERNET протоколы TCP/IP. Практически вес сети национального и регионального масштаба имеют выход в INTERNET.

Типичная территориальная (национальная) сеть имеет иерархическую структуру. Верхний уровень - федеральные узлы, связанные между собой магистральными каналами связи, которые реализуются на основе волоконно-оптических линий связи или на спутниковых каналах связи. Средний уровень -региональные узлы, образующие региональные сети. Они связаны с федеральными узлами и, возможно, между собой выделенными высокоскоростными каналами передачи данных. Нижний уровень - местные узлы (серверы доступа), связанные с региональными узлами коммутируемыми или выделенными телефонными каналами. Именно к местным узлам подключаются локальные сети мелких и средних предприятий, а также компьютеры отдельных пользователей. Корпоративные сети крупных предприятий соединяются с региональными узлами выделенными высокоскоростными каналами.