Сеансовый уровень (Session Layer) выполняет функции координации связи между рабочими станциями. Уровень обеспечивает создание сеанса связи, управление передачей и приемом пакетов сообщений и завершение сеанса.

Уровень представления (Presentation Layer) служит для шифрования, сжатия и кодированного преобразования данных.

Уровень приложений (Application Layer) является интерфейсом между прикладными программами и процессами модели OSI, отвечая за поддержку программного обеспечения конечного пользователя.

Обычно семь уровней OSI объединяют в три группы:

1. группа утилит и приложений - 7-ой уровень.

2. группа преобразования информации - с 3-го по 6-ой уровни.

3. группа физическая - 1-ый и 2-ой уровни.

Топология компьютерных сетей

Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина каналов.

С точки зрения физического расположения функциональных компонентов сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи можно выделить четыре базовые топологии: «общая шина», «звезда», «кольцо» и «ячеистая (сотовая)».

Сеть топологии общей шины

Сеть топологии общей шины (моноканальная сеть) - сеть, ядром которой является моноканал. Моноканальная сеть образуется подключением группы абонентских систем к моноканалу. К числу моноканальных сетей относятся сеть Ethernet, сеть Fast Ethernet, сеть ARCNet.

Шинная топология обладает следующими преимуществами:

• она надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна;

• шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений;

• шинную топологию легко расширить;

• достоинством такой топологии является меньшая протяженность кабелей и более высокая надежность, так как выход из строя одного узла не нарушает работоспособности сети в целом.

Недостатки состоят в следующем:

обрыв основного кабеля приводит к выходу всей сети из строя;

• интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой сети;

• слабая защищенность информации в системе на физическом уровне, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом компьютере, входящем в сеть.

Преимущества сети звездообразной топологии:

• такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части;

• центральный концентратор звездообразной топологии удобно использовать для диагностики сети;

• отказ одного компьютера не всегда приводит к остановке всей сети;

• в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей.

Рис.15-9. Схема сети с топологий шины

Сеть топологии звезды

---

Сеть топологии звезды - древовидная сеть, в которой имеется ровно один промежуточный узел. В качестве центральной части выступает мультиплексор (устройство, преобразующее несколько сигналов ввода в отдельный сигнал вывода; при этом сохраняется возможность восстановления всех сигналов ввода) или концентратор (устройство, позволяющее средству передачи данных обслуживать большее количество источников данных по меньшему количеству каналов передачи данных), который полностью управляет ЭВМ, подключенными к нему.

Сеть имеет один центральный узел и расходящиеся от него лучами станциями и периферийными от него устройствами на концах. В такой сети все станции напрямую связаны с центральным компьютером (ЦК), который управляет потоком сообщений в сети, и сообщения от одной станции к другой можно передавать только через ЦК.

Рис.15-12. Сеть топологии звезда

Расширять звездообразную топологию можно путем подключения вместо одного из компьютеров еще одного концентратора и присоединения к нему дополнительных машин. Так создается гибридная звездообразная сеть.

Рис.15-13. Схема гибридной звездообразной сети

Недостатки сети со звездообразной топологией

• при отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть;

• обычно большая протяженность кабелей (зависит от расположения центрального компьютера) и, следовательно, такие сети обходятся дороже, чем сети с иной топологией.

Сеть топологии кольца

Сеть топологии кольца - сеть, при которой каждый узел связан с двумя другими. Эта сеть является подсистемой старшей сети. В этой сети каждая станция выступает в роли центрального компьютера и прямо связана с двумя соседними.

Достоинством кольцевой топологии является более высокая надежность системы при разрывах кабелей, так как к каждому компьютеру есть два пути доступа. К недостаткам данной топологии следует отнести большую протяженность кабеля, невысокое быстродействие, а также слабая защищенность информации.

Преимущества сети с кольцевой топологией:

• п оскольку всем компьютерам предоставляется равный доступ к ресурсам сети, никто из них не сможет монополизировать сеть;

Рис.15-14. Сеть кольцевой топологии

• совместное использование сети обеспечивает постепенное снижение ее производительности в случае увеличении числа пользователей и перегрузки.

Недостатки сети с кольцевой топологией:

• большая протяженность кабеля;

• невысокое быстродействие по сравнению с топологией «звезда» (но сравнимо с топологией «шины»),

Топология реальной сети может повторять одну из приведенных выше или включать их комбинацию. Структура сети в общем случае определяется следующими факторами:

• количеством объединяемых компьютеров;

• требованиями по надежности и оперативности передачи информации;

• экономическими соображениями и т.д.

---

Ниже приведены некоторые возможные комбинации базовых топологий.

Физическая сотовая топология (ячеистая топология) - сеть, в которой есть непосредственные соединения между всеми узлами сети. Эта сеть характеризуется наличием избыточных связей между устройствами. Для большого числа устройств такая схема оказывается неприемлемой.

Рис.15-15. Сеть топологии сетки

Сеть гибридной топологии - применяется для соединения нескольких сетей между собой, каждая из которых может иметь различную топологию или для создания конгломератов локальных, региональных и глобальных вычислительных сетей.

Методы доступа

В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями. Стандарты Международного института инженеров по электротехнике и электронике IEEE описывают методы доступа к сетевым каналам данных, среди которых наибольшее распространение получили три конкретных реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и TokenRing.

Метод доступа Ethernet разработан фирмой Xerox в 1975 г. и до сих пор пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи информации и надежность.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий. Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен ли канал ("общая шина"). Если канал свободен, станция начинает передачу. Такое сообщение принимается всеми компьютерами сети, но все компьютеры, кроме адресата, его игнорируют. При одновременной попытке двух станций начать передачу данных аппаратура сети распознает подобные коллизии и задерживает передачу на некоторое время. Время задержки для разных станций различно. Реально коллизии приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, когда в сети работает порядка 80-100 компьютеров.

Метод доступа Arcnet разработан фирмой Datapoint Corp. Он также получил широкое распространение благодаря тому, что необходимое оборудование является самым дешевым.

Arcnet используется в сетях с топологией "звезда". Один компьютер создает специальный маркер (служебное сообщение), который последовательно передается от одного компьютера к другому. Для передачи своего сообщения рабочая станция дожидается маркера и добавляет к нему свое сообщение с адресами получателя и отправителя. При получении сообщения станция-адресат "отцепляет" его от маркера.

Метод доступа Token Ring разработан фирмой IBM и рассчитан на кольцевую топологию сети.

Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. Этот метод требует самого дорого оборудования, но изначально отличался повышенной надежностью и высокой скоростью передачи информации.

Типовые архитектуры компьютерных сетей

Одноранговая и клиент-серверная архитектуры компьютерных сетей

---

Различают следующие типы архитектуры компьютерных сетей:

• архитектура с выделенным сервером, содержащие клиентов и обслуживающие их серверы;

• одноранговая архитектура, в которой нет серверов, и разделяются ресурсы независимых узлов;

• гибридная архитектура – архитектура клиент-сервер с одноранговыми разделяемыми ресурсами.

Сети с выделенным сервером (сети с централизованным управлением)

Существуют два основных принципа управления в сетях: централизация и децентрализация. В сетях с централизованным управлением функции управления обменом данными возложены на файл-серверы.

Преимуществом централизованных сетей является высокая защищенность сетевых ресурсов от несанкционированного доступа, удобство администрирования сети, возможность создания сетей с большим числом узлов. Основной недостаток состоит в уязвимости системы при нарушении работоспособности файл-сервера, а также в предъявлении довольно высоких требований к ресурсам серверов.

В сетях с централизованным управлением (часто их называют сетями с выделенным сервером) один из компьютеров (сервер) реализует процедуры, предназначенные для использования всеми рабочими станциями, управляет взаимодействием рабочих станций и выполняет целый ряд сервисных функций.

В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения тех или иных процедур: чтение файла, поиск информации в базе данных, печать файла и т.д.

Сервер выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего использования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Системы, в которых сервер выполняет только процедуры организации, хранения и выдачи клиентам нужной информации, носят название систем «файл-сервер»; те же системы, в которых на сервере наряду с хранением выполняется и содержательная обработка информации принято называть системами «клиент-сервер».

Сервер, работающий по технологии «файл-сервер», сам называется файл-сервером, работающий по технологии «клиент-сервер» – сервером приложений.

Достоинства архитектуры с выделенным сервером:

• сильная централизованная защита;

• отсутствует ограничение на число рабочих станций;

• простота управления по сравнению с одноранговыми сетями;

• центральное хранилище файлов, благодаря чему все пользователи могут работать с одним набором данных, а резервное копирование важной информации значительно упрощается;

• высокое быстродействие;

• возможность совместного использования дорого оборудования;

• оптимизированные выделенные серверы функционируют в режиме разделения ресурсов быстрее, чем одноранговые узлы;

• доступ к разделяемым ресурсам сети обеспечивается по одному паролю;

• освобождение пользователей от задачи управления разделяемыми ресурсами;

---

Недостатки серверных сетей:

• дорогое специализированное аппаратное обеспечение;

• дорогостоящие серверные операционные системы и клиентские лицензии;

• зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;

• меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью;

• требуется администратор сети.

Одноранговые сети (сети без централизованного управления)

Одноранговая архитектура – концепция сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем абонентским системам. Рассматриваемая архитектура характеризуется тем, что в ней абонентские системы равноправны и их обращение к ресурсам друг друга является симметричным.

Для одноранговых сетей характерно отсутствие централизованного управления. В них нет серверов. Поэтому часто такие сети называют децентрализованные сети. При необходимости пользователи могут работать с общими дисками и такими ресурсами, как принтеры и факсы.

Одноранговые сети организуются по рабочим группам. Кроме того, одноранговые сети не оптимизированы для разделения ресурсов. В этих сетях существует лицензионное ограничение, не позволяющее получить доступ к ресурсу сразу большому числу пользователей.

Преимущества одноранговых сетей:

• низкая стоимость;

• просты в инсталляции;

• не требуют специальной должности администратора сети;

• позволяют пользователям управлять разделением ресурсов;

• при работе не вынуждают полагаться на функционирование других компьютеров;

• высокая надежность.

Для одноранговых сетей характерны и определенные недостатки:

• дополнительная нагрузка на компьютеры из-за совместного использования ресурсов;

• неспособность одноранговых узлов обслуживать, подобно серверу, столь же большое число соединений;

• отсутствие централизованной организации, что затрудняет поиск данных;

• нет центрального места хранения файлов, что усложняет их архивирование;

• необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров;

• слабая и неудобная система защиты;

• возможность подключения небольшого числа рабочих станций (не более 10);

• отсутствие централизованного управления, осложняющее работу с большими одноранговыми сетями.

Клиент-серверная архитектура

Термин клиент-сервер может описывать аппаратное обеспечение и в этом случае означает сетевые серверные и клиентские компьютеры или способ организации программного обеспечения и служб в сети.

Модель клиент-сервер (client/server) - модель вычислений, в которой нагрузка по обработке прикладных программ распределяется между компьютером-клиентом и компьютером-сервером, совместно использующим информацию с помощью сети. Данная модель объединяет преимущества централизованных вычислений и клиентской модели. Обычно клиент - это программное обеспечение конечного пользователя, выполняющееся на WS и способное установить связь с сервером (обычно, сервером баз данных). Производительность при использовании модели "клиент-сервер" выше обычного, так как клиент и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных. Модель клиент-сервер лучше всего работает при организации доступа к большим объемам данных.

---

Смотрите также файлы

• ТЕМА 6.doc

• ТЕМА 2.docx

• передел уч пособие.doc

• титульник.docx

• программа конфликтология для эу бакалавр 080100.62(3).doc