Компьютерные  вычислительные сети.

1. Общие сведения и классификация компьютерных сетей.
2. Локальные вычислительные сети.
3. Региональные вычислительные сети.
4. Глобальные вычислительные сети.
5. Виды услуг Интернет.

 

1.

   Компьютерные  сети – это совокупность компьютеров, соединенных каналами связи в единую систему, обеспечивающую комплексное и эффективное использование информационных, технических и программных ресурсов системы. 

Преимущества:

1. Экономия затрат на приобретение и эксплуатацию аппаратных средств.
2. Обеспечение совместного использования программных продуктов и данных.
3. Обеспечение целостности и актуальности БД.
4. Обеспечение защиты от несанкционированного доступа к данным и программе.
5. Более широкий доступ к региональным и глобальным ВС.

Проблемы:

• Распределение информационных ресурсов между компьютерами.
• Обеспечение целостности информационных ресурсов.
• Борьба с вирусами.

 

      Все КС имеют следующие аппаратные и  программные компоненты:  

      I Персональный компьютер

В КС персональные компьютеры выступают  в виде рабочих станций и серверов.

      Рабочая станция – ПК на рабочих местах пользователей, генерирующие или потребляющие информационные ресурсы сети.

     Сервер  – это ПК, обрабатывающие запросы рабочих станций и предоставляющий свои ресурсы клиентам сети. В сети могут быть как универсальные серверы –файлов и приложений, таки  специализированные:

     -файл-сервер – предназначен для работы с данными;

     -сервер печати – управляет доступом к принтеру;

     -почтовые серверы – управляют передачей сообщения электронной почтой между пользователями сети;

     -сервер факсов – управляет потоками факсимильного изображения через факс-модем;

     -сервер служб каталогов – обеспечивает систему защиты информации в сети. 
 
 
 
 
 
 

II Среда передачи

     В условиях функционирования ЛВС  в  качестве передающей среды могут  выступать кабельная и беспроводная связь. Используют следующие виды кабельной связи:

• витая пара проводов (двужильный кабель) – наиболее распространенное и дешевое кабельное соединение, представляющее собой пару скрученных проводов. Она обеспечивает достаточную скорость передачи данных (до 100 Мбит/сек.), проста в монтаже и нетребовательна к эксплуатации. Монтаж сети на витой паре ведется только по звездообразной топологии. Единственным недостатком применения этого вида кабеля является небольшая длина луча «звезды» (до 100 м),. что необходимо учитывать при построении сетей в многоэтажных зданиях и больших офисах.
• коаксиальный – имеет среднюю цену. Хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния, скорость передачи от 1 до 10 Мбит/сек. Используется в одноранговых сетях.
• оптоволоконный кабель – является самым дорогим, скорость передачи  100 Мбит/сек., внешнее воздействие помех на передачу информации практически отсутствует, обладает противоподстлушивающими свойствами.

Беспроводная  связь: инфракрасное излучение, лазер, радиопередача. 
 

III Специальная аппаратура

   К специальной аппаратуре, которая должна быть установлена в сети и на РС, относят: сетевой адаптер (устройство, которое служит для подготовки данных, поступающих для передачи по сетевому кабелю для управления потоками данных между компьютерами, а так же для приема данных и преобразования их в форму доступную для обработки центральным процессором компьютера). Управление работой сетевого адаптера осуществляют специальные программы (драйверы сетевого адаптера). Работа в сети заключается в передаче данных от 1 компьютера к другому.

   В этом процессе можно выделить следующую  последовательность задач:

• распознать данные;
• разбить на управляемые блоки (пакеты);
• добавить информацию к каждому блоку (указать место нахождения данных, указать адрес получателя);
• поместить данные в сеть.

 

IV Программное обеспечение

     Например: На рабочих станциях обычно устанавливается однопользовательская ОС (Windows 95, 98, ME) и ПО клиента – прикладные программы обработки данных пользователя.

      На  сервере устанавливаются многопользовательская ОС -Windows NT, Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server (фирма Microsoft), Windows XP  , системы Unix (фирма IBM) и Linux, ориентированные, прежде всего на корпоративные и глобальные сети. 

) и сетевое  ПО, позволяющее серверу взаимодействовать  с рабочими станциями и обеспечивать  одновременный доступ пользователей  сети к своим файлам. Файл-сервер  обслуживает все рабочие станции,  организует совместное использование  всей информации и программных средств, размещённых на его дисках.

            Управление работой  сети осуществляется сетевой операционной системой, которая выполняет все  функции в соответствии со строго установленным набором процедур.

      Процедуры – это протоколы, которые регулируют правила поведения сети. Они позволяют программному и аппаратному обеспечению различных пользователей нормально функционировать.  

V Устройства, обеспечивающие межсетевой обмен.

• Повторители – являются усилителями сигналов и обеспечивают протяженность сети.
• Мосты – позволяют объединить сети различных топологий, но работающих в одинаковых протоколах.
• Маршрутизаторы – обеспечивают соединение сетей, работающих в разных протоколах.
• Шлюзы – обеспечивают самое сложное объединение неоднородных сетей.

 

Классификация сетевых технологий:

1. по специализации:

• универсальные (могут решать любые задачи)

• специализированные (для определенного рода задач)
2. по способу организации:
• одноранговые сети, в которых каждый компьютер выполняет функции клиента, и сервера.
• С выделенным сервером.
3. по способу связи

• кабельные
• беспроводные

4. по степени охвата территории

• Локальные (LAN- Local Area Network) – объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Протяженность сети ограничена 2-2,5 до 10 км.
• Региональные (MAN – Metropolitan Area Network) включают абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны, расстояние измеряется десятками – сотнями км. 
• Глобальные (WAN – WideArea Network) – объединяют абонентов расположенных в различных странах, на различных континентах..
5. по характеру реализуемых функций

• вычислительные – для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации

• информационные – для получения справочных данных по запросу пользователя
• смешанные – реализуются вычислительные и информационные функции

6. по способу управления

• с децентрализованным управлением, когда каждая ЭВМ, входящая в состав сети, имеет полный набор программных средств для координации выполняемых сетевых операций
• с централизованным управлением, при этом один компьютер в сети является главным и координирует работу сети
• со смешанным управлением

7. по структуре построения

• радиальные (звезда)
• кольцевые
• иерархические
• магистральная (шина)

 
 

2.

      ЛВС может рассматриваться как совокупность серверов и РС, обслуживающих 1 предприятие или учреждение. При этом РС может работать в сетевом режиме и автономно. Она может управляться с помощью операционной сетевой системой и собственной операционной системой.

Существуют 2 вида структур ЛВС:

• Одноранговые, в которых не имеется серверов, а сетевая операционная система распределена по РС. Каждая станция выполняет функции клиента и их сервера. Преимущества: простота установки, низкая стоимость. Недостатки: сложность в управлении, обеспечения защиты информации, снижение эффективности работы при большом количестве ПК.
• С выделенным сервером – в этих сетях один из ПК выполняет функции хранения данных, управления взаимодействия между РС, определяет набор сервисных функций. На сервере устанавливается сетевая операционная система, прикладные программы пользователей, подключаются внешние устройства (принтеры, модемы). Преимущества: надежность системы защиты, высокое быстродействие и отсутствие жесткого ограничения на число РС. Недостатки: высокая зависимость от технической характеристики сервера.

Существует  2 вида сетевого программного обеспечения ЛВС с выделенным сервером:

• Архитектура файл – сервер – используется файловый сервер, на котором хранятся программы и данные. С РС посылается запрос на сервер, с которого предоставляется информация, а ее обработка происходит на РС. Недостатки: обмен на уровне файлов снижает объем обработки, т.к., в момент их корректировки блокируется доступ к другим пользователям; осуществляется перегрузка трафика сетей; высокие требования к техническому оснащению РС, где выполняется основная обработка.
• Архитектура клиент – сервер – обмен данных осуществляется между приложением клиент и приложением сервер. Хранение данных и их обработка происходит на мощном сервере. РС получает только результат запроса.

 

Различают 3 топологии построения компьютерных сетей:

Топология сети – это логическая схема соединения каналами связи РС.

1. Кольцевая – относится к классу децентрализированной топологии, в которой сообщения от одного узла связи последовательно передаются к другим узлам связи пока адрес сообщения не совпадет с адресом ПК. Данная структура сети является одноранговой(1 ПК и сервер и РС). Преимущества простая, не требует больших затрат на поддержание; не требует взаимосвязи в структуре программного обеспечения. Недостатки: легко доступна, слабая защита; проблема отказа аппаратуры.
2. Шинная – все ПК связаны более производительными сетями, т.е общим кабелем. Информация не передается последовательно, а ее получают сразу все ПК одновременно. Данная структура сети может быть как одноранговой так и двухранговой. Здесь 1 ПК выступает в качестве передающей сети. Преимущества – легко конфигурировать, не требует большого времени для подключения (используется один вид кабеля). Недостатки – много затрачивается времени для получения информации, если в сети много ПК.
3. Звезда – используется специальное устройство, которое выполняет функции маршрутизатора – это концентратор. С ним связаны все ПК. Позволяет одновременно обрабатывать сообщения и направлять не на все ПК, а только на тот кому предназначена информация. Он может одновременно обрабатывать много сигналов. Данная структура сети является двухранговой. Высокая производительность.