Шпаргалка по "Вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям"

12.

Региональные  сети (WAN - Wide Area Network) с точки зрения архитектуры и протоколов практически не отличаются от глобальных. В региональных сетях обычно не используются трансокеанские кабели, но это отличие не может рассматриваться как принципиальное. Региональные сети решают проблему формирования из LAN (локальных сетей) сетей регионов и целых стран и даже наднациональных сетей (например, E-BONE для Европы). Как правило, эти сети строятся с использованием протоколов SDH, ATM, ISDN, Frame Relay или X.25. Архитектурно такие сети формируются из каналов со схемой точка-точка и мощных коммутаторов-мультиплексоров. Из таких фрагментов формируются и опорные сети (BackBone), которые позволяют сократить число шагов от узла к узлу. В этих сетях в основном используются оптоволоконные транспортные системы, а там где это нерентабельно, спутниковые или радиорелейные каналы. 

С появлением корпоративных сетей типа Интранет понятия локальной и региональной сетей стало частично перекрываться. Для пользователя Интранет все узлы такой сети являются локальными, хотя и могут отстоять на сотни или даже тысячи километров друг от друга. По существу сети Интранет являются наложенными сетями по отношению к региональным сетям (WAN). Интернет также следует отнести к числу наложенных сетей по отношению к WAN. 

Логическая  структура Интернета представляет собой некоторое виртуальное  объединение, имеющее свое собственное информационное пространство. Она обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Основные ячейки Интернета – локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к Интернету, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Интернету. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернету, которые называются хост (host – хозяин). Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.

Интернет  самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются  специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и нести некоторую информацию о своем владельце.

С  этой целью  для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP протокол) и доменный адрес.

Цифровой  адрес имеет длину 32 бита. Адрес содержит полную информацию для идентификации компьютера.

Два блока  определяют адрес сети, а два других – адрес компьютера внутри этой сети. Существует определенное правило  для установления границы между  этими адресами. Поэтому IP чает в себя три компонента: •адрес сети;•адрес подсети;

•адрес  компьютера в подсети.

Доменный  адрес определяет область, представляющую ряд хост компьютеров. В системе адресов Интернета приняты длины, представленные географическими регионами, имеющие имя, со стоящее из двух букв (например, США – US, Россия – ru, Франция – fr, Канада – са и т. д.).

Существуют  домены, разделенные по тематическим признакам. Они имеют и трехбуквенное сокращенное название (например, коммерческая организация – com, учебное заведение – edu и т. д.). Компьютерное имя включает как минимум два уровня доменов. Каждый уровень отличается от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются другие имена. Все имена, находящиеся слева, – поддомены для общего домена. Согласование глобальных сетей между собой, а также с локальными сетями осуществляется в основном на сетевом и транспортном уровнях. В  настоящее время существуют два подхода к обеспечению меж сетевого взаимодействия:

•объединение  сетей в рамках сети Интернет в  соответствии с межсетевым протоколом IP

•объединение  сетей коммутации пакетов (Х.25) (рис. 76) в соответствии с рекомендациями МККТТХ.25 – Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии.

В  настоящее  время Интернет в действительности превратился в  многопротокольную сеть, интегрирующую другие стандарты. Основные среди них – протоколы эталонной модели взаимодействия открытых систем, предложенные Международной организацией по стандартизации: данные транспортируются к месту своего назначения в виде пакетов с четко указанными адресами. 

13.

Локальная сеть (LAN) – сеть, системы которой  расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Она охватывает небольшое  пространство и характеризуется  большими скоростями передачи данных. В  обобщенной структуре ЛВС выделяются совокупность абонентских узлов или систем, серверов и коммутационная подсеть (КП).

Основными компонентами сети являются:  •физическая среда передачи данных (сетевой кабель); •рабочие станции (АРМ пользователей сети) на базе компьютеров; •платы интерфейса среды (сетевые адаптеры); •сервер сети

Рабочими  станциями (PC) в ЛВС служат, персональные компьютеры (ПК). ЛВС отличаются от других видов сетей тем, что обычно ограничены умеренной географической областью, такой как группа рядом стоящих зданий, и в зависимости от каналов связи осуществляют передачу данных в диапазонах скоростей от умеренных до высоких

с  низкой степенью ошибок. Структурно локальную сеть можно представить в виде множества абонентских систем, объединенных высокоскоростными каналами передачи данных. Серверы сети – это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа, которые могут работать и как обычная абонентская система. В качестве аппаратной части сервера используется достаточно мощный ПК, спроектированный специально как сервер. В ЛВС может быть несколько различных серверов для управления сетевыми ресурсами, однако всегда имеется один (или более) файл для управления внешними запоминающими устройствами (ЗУ) общего доступа и организации распределенных баз данных (РБД). Рабочие станции и серверы соединяются с кабелем коммуникационной подсети с помощью интерфейсных плат – сетевых адаптеров (СА).

В  ЛВС  в качестве физических передающих средств  используется витая проволочная  пара, коаксиальный и оптоволоконный кабели, радио и оптические средства связи.

Основные  характеристики ЛВС:

•территориальная  протяженность сети (длина общего канала связи);•максимальная скорость передачи данных;•максимально возможное  расстояние между рабочими станциями сети;•топология сети;•вид физической среды передачи данных;•максимальное число каналов передачи данных; •тип передачи сигналов (синхронный или асинхронный); •метод доступа абонентов в сети;•структура программного обеспечения сети;•возможности передачи речи и видеосигнала;•условия надежной работы сети;•возможности связи ЛВС между собой и с сетью более высокого уровня;•возможность использования процедуры установления приоритетов при одновременном подключении абонентов к общему каналу.

ЛВС можно  классифицировать по:

•назначению – на управляющие (организационными, технологическими, административными  и другими процессами), информационные (информационно информационно-поисковые) и др.;

•типам  используемых ЭВМ – на однородные и неоднородные. Однородные содержат одинаковые модели и одинаковый со став абонентских средств, а неоднородные ЛВС содержат раз личные классы (микро классов) ЭВМ, а также различное абонентское оборудование; •организации управления однородные ЛВС в зависимости от наличия центральной абонентской системы делятся на две группы.

К  первой группе относятся сети с централизованным управлением, когда выделяются одна или несколько машин для управления работой сети. В общем случае ЛВС с централизованным управлением имеет централизованный сервер (ЭВМ), управляющий работой сети.

Прикладной  процесс центральной системы  организует проведение сеансов, связанных  с передачей данных, осуществляет диагностику сети, ведет статистику и учет работы. В ЛВС с моноканалом  центральная система реализует также общую защиту от конфликтов, возникающих при перегрузке, и сбоев в  сети. При выходе из строя центральной системы вся ЛВС прекращает работу. Ко второй группе относятся сети с децентрализованным, или распределенным, управлением, или одноранговые. В таких сетях нет выделенных серверов, функции управления сетью распределены между отдельными серверами или рабочими станциями.

•организации  передачи информации – на сети с маршрутизацией и селекцией информации. Взаимодействие абонентских систем с маршрутизацией информации обеспечивается определением путей передачи блоков данных по адресам их назначения. Этот процесс выполняется всеми коммуникационными системами, имеющимися в сети. При этом абонентские системы могут взаимодействовать по различным путям (маршрутам) передачи блоков данных и для сокращения времени передачи осуществляется поиск кратчайшего по времени маршрута. Под селекцией в ЛВС подразумевается процесс выбора очередной абонентской системы для подключения ее к сети передачи данных с целью обмена информацией;

•по топологическим признакам – на сети с произвольной, кольцевой, древовидной конфигурацией, сети типа «общая шина» (моноканал, звезда) и др.

14.

Межсетевые  взаимодействия являются коммуникационными  структурами, работа которых заключается  в объединении локальных и  глобальных сетей. Их основная задача состоит в эффективном перемещении  информации куда угодно быстро, согласно запросу, и в полной целостности.

Принцип построения компьютерных сетей. Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров  и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации. Все многообразие компьютерных сетей  можно классифицировать по группе признаков:

- территориальная  распространенность;

- ведомственная  принадлежность;

- скорость  передачи информации;

-  тип  среды передачи.

По принадлежности различают ведомственные и государственные  сети. Ведомственные принадлежат  одной организации и располагаются  на ее территории. Государственные  сети используются в государственных  структурах. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся па низко-, средне- и высокоскоростные. По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне. Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя  paзличную топологию сети (звездная, шинная, кольцевая)Сетевые устройства. Локальные сети объединяют персональные компьютеры воедино, так что они могут получать доступ к сетевым ресурсам таким как принтеры и файлы. Локальная сеть присоединяет физически смежные устройства к сетевой среде или кабелю. Типичные сетевые устройства включают повторители, мосты, концентраторы, переключатели, маршрутизаторы и шлюзы. Повторители Предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые. Мосты. Мост — сетевое оборудование для объединения сегментов локальной сети. Сетевой мост работает на канальном уровне модели OSI. Мосты могут читать MAC  получателя или адрес аппаратуры из кадра данных и решать находится ли компьютер- получатель в локальном сегменте - сегменте из которого пришел кадр - или в другом сетевом сегменте. Концентраторы (Хабы) Сетевой концентратор или Хаб  — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Сетевой коммутатор или свитч — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети. Маршрутизатор (роутер) — сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети. Мосты фильтруют по MAC- адресам, а маршрутизаторы могут фильтровать как аппаратные, так и сетевые (IP) адреса. Когда мост препровождает пакет, он посылает его во все сегменты к которым он подключен, в то время как маршрутизатор передает пакеты только в тот сетевой сегмент, для которого предназначен данный пакет. Сетевой шлюз — аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной).ATM (Режима Асинхронной Передачи - Asyncronous Transfer Mode) коммутаторы. Эти приборы осуществляют высокоскоростную передачу ячеек. ATM использует технологию передачи ячеек, которая объединяет преимущества как обычных цепей так и основанных на пакетной передаче систем.