Файл: Курс лекций по дисциплине Информационные технологии в юридической деятельности.rtf

3. Локальные вычислительные сети

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - совокупность средств вычислительной техники, объединенных физической средой конкретного типа (коаксиальным или оптическим кабелем) и обеспечивающих на небольшой территории (до нескольких километров – 10-15) многочисленным пользователям доступ к распределенным по сети вычислительным и информационным ресурсам.

Развитие ЛВС является одним из перспективных сетевых направлений. Они изменяются сами, но в большинстве случаев становятся первичными звеньями глобальных иерархических сетей. Малые расстояния в ЛВС позволяют обеспечивать более дешевую и надежную обработку информации и создавать лучшие условия для интеграции обработки различной информации (административной, деловой, технологической и т.д.), а также эффективнее организовывать вычислительный процесс по сравнению с глобальными сетями. В ЛВС достаточно просто достигаются высокие скорости передачи данных, а включение в ее состав нескольких больших ЭВМ, представляет альтернативу традиционным информационно-вычислительным комплексам.

В сетевой архитектуре все системы (узлы) логически разделяются на ряд одинаковых строго унифицированных функциональных уровней, каждый из которых выполняет определенные функции. В 1978 г. Международная организация по стандартизации (ISO) предложила семиуровневую эталонную модель взаимодействия открытых систем.

Данная модель содержит следующие уровни:

• 
  физический;
  
• 
  канальный;
  
• 
  сетевой;
  
• 
  транспортный;
  
• 
  сеансовый;
  
• 
  представительный;
  
• 
  прикладной.
  

Например, физический – это реальный канал передачи данных, обеспечивающий физический путь для электрических информационных сигналов. Канальный - устанавливает правила совместного использования физического уровня узлами связи. Аналогично определенные функции выполняются и на более высоких уровнях.

Для описания взаимодействия компонентов в сети используются протоколы и интерфейсы.

Протокол (в самом общем виде) - совокупность логических и процедурных характеристик механизма связи между функциональными компонентами одного функционального уровня.

Интерфейс - устанавливает правила взаимодействия между функциональными компонентами, расположенными в смежных уровнях и входящими в одну и ту же систему.

---

В связи с многоуровневым характером сетевой архитектуры имеется комплекс протоколов и интерфейсов, набор которых соответствует функциональным уровням архитектуры.

Наиболее важными функциями протоколов на всех уровнях сетевой телеобработки являются защита от ошибок, управление потоками данных в сети, защита сети от перегрузки и выполнение операций по маршрутизации сообщений и оптимизации использования ресурсов в сети.
4. Структура локальной вычислительной сети

Любая ЛВС, построенная по клиент-серверной архитектуре, например сети NetWare или MS Windows, состоят из следующих компонентов:

- сервер (их может быть несколько, например: контроллер домена, сервер баз данных, сервер приложений, файл-сервер и т.п.);

- рабочие станции;

- операционная система;

- сетевые адаптеры (карты) и кабели;

- периферийное оборудование ЛВС.

Сервер

Особенность современных сетей - постоянно возрастающий объем информации, передаваемый по ее каналами и жесткие требования к скорости передачи. Это предполагает обязательное выделение одного или нескольких компьютеров для работы в качестве сервера для управления сетью с помощью специальной операционной системы и специальных сервисных служб.

Для сервера используются компьютеры с двумя и более процессорами, большим объемом оперативной памяти, надежной дисковой системой (это, как правило, одни из самых мощных на мировом рынке компьютеров в текущем моменте). Сервер является основным определяющим звеном при обработке данных и функционировании программных средств. В частности, его временные характеристики по загрузке и сохранению данных - есть критерий скорости передачи информации в ЛВС.

Жесткий диск сервера хранит сетевую операционную систему для управления сетью, а также данные, которые централизованно запоминаются и/или предоставляются в распоряжение пользователей в зависимости от компетенции и приоритета последних.

Рабочая станция

Работа с вычислительной сетью предполагает подключение вашего персонального компьютера к другим компьютерам и периферийным устройствам для совместного использования файлов и ресурсов.

Рабочие (сетевые) станции - персональные компьютеры, подключенные к сети. Они могут быть различных типов и моделей.

Операционная система вычислительной сети

Как любая вычислительная система нуждается в программных средствах

---

, объединенных в операционную систему, так и вычислительная сеть нуждается в собственной операционной системе. Напоминаем из темы об операционных системах, что современный рынок представлен лидерами: NetWare (фирмы Novell); Windows NT, Windows 2000, Windows XP (Microsoft), а также UNIX - системы.

Сетевые адаптеры и кабели

Большое значение для эффективной работы ЛВС имеет выбор конфигурации физических соединений файлового сервера и рабочих станций – т.е. топологии сети. Выбор, в конечном счете, зависит от мощности компьютера (компьютеров), выделяемого под сервер, удаленности рабочих мест от сервера и типа решаемых задач. Для подключения одного персонального компьютера к другому либо к серверу требуется специальное устройство сопряжения, называемое сетевым адаптером или сетевой картой. Оно устанавливается в специальное гнездо каждого персонального компьютера - рабочей станции.

Сетевые адаптеры соединяются специальным кабелем.

Периферийное оборудование ЛВС

Периферийное дорогостоящее оборудование (например, лазерные устройства печати, графопостроители, устройства факсимильной связи), подключенные к файловому серверу (или другому серверному устройству), можно использовать с любой рабочей станции.
5. Структура сетевой информации

Вся сетевая и управляющая информация хранится на жестком диске сервера. Управление этой информацией осуществляется серверной операционной системой.

Утилиты - вспомогательные системные обрабатывающие программы операционной системы, обеспечивающие пользователей различными средствами обращения с наборами данных.

Жесткий диск сервера при установке конфигурируется в одну или несколько областей, называемых томами. Разбиение одного диска на тома можно сравнить с выделением разделов на жестком диске. Каждый том имеет ряд каталогов, которые, в свою очередь, делятся на подкаталоги, содержащие файлы. Таким образом, система хранения файлов в ЛВС следующая:

- жесткие диски;

- тома;

- каталоги;

- подкаталоги;

- файлы.

В общем, древовидное, иерархическое построение структуры жесткого диска файлового сервера похоже на структуру файловой системы. Операционные системы ЛВС аналогичны системе Windows и идентифицирует большинство команд операционной системы. Поэтому при поиске данных должны быть заданы ветви дерева каталогов, как и в MS-DOS, например:
сервер\том:\каталог\...\подкаталог файл.
Для упрощения пути к искомому каталогу при конфигурировании файловой системы сети используется метод назначения логических дисков, который позволяет обозначить структуру любого подкаталога со всеми его ветвями как отдельный логический диск, например « D ». В этом случае пользователю для поиска нужного подкаталога необходимо использовать знакомую (например, в проводнике) процедуру выбора диска.

---

6. Пользователи сети

Прежде, чем приступить к работе в сети, каждому должно быть определено положение в качестве пользователя. Существует три квалификационных уровня:

- диспетчер сети (супервизор);

- оператор сети;

- постоянные пользователи сети.

Администратор сети - отвечает за четкую работы всей сети, перестраивает систему, следит за ее усовершенствованием, обновлением и техническим состоянием. Он является единственным пользователем, который определяет нового пользователя, устраняет из сети действующего, расширяет и ограничивает права других пользователей. Супервизора невозможно удалить из списка пользователей.

Операторы сети - это постоянные пользователи, которым выданы определенные привилегии. Например, оператор FCONSOLE - это потребитель сети с правом пользования сервисной программой FCONSOLE.

Постоянные пользователи - люди, пользующиеся сетью. Для удобства в работе пользователи могут объединяться в группы в зависимости от спецификации запрашиваемой ими информации или от типа выполняемых работ.

Haпpимep, студенты, обучающиеся по единой программе, могут стaть члeнaми гpyппы Study. Администратором им могут быть назначены единые полномочия, в пределах которых разрешается пользоваться программными и аппаратными ресурсами, что значительно упрощает процесс обмена данными между членами конкретной группы.
7. Информационные ресурсы глобальной сети Internet

В дословном переводе Internet – это межсеть. Тогда, в узком смысле Internet – это объединение сетей. Однако в последние годы у этого слова появился и более широкий смысл – Всемирная компьютерная сеть. Internet можно рассматривать в физическом смысле как миллионы компьютеров, связанных между собой всевозможными линиями связи. Но такой «физический» взгляд слишком узок. Лучше рассматривать Internet как некое информационное пространство.

Internet не является совокупностью прямых соединений между компьютерами. Так, например, если два компьютера, находящиеся на разных континентах, обмениваются данными в Internet, это совсем не значит, что между ними действует одно прямое соединение. Данные, которые они пересылают, разбиваются на пакеты, и даже в одном сеансе связи разные пакеты одного сообщения могут пройти разными маршрутами. Какими бы маршрутами ни двигались пакеты данных, они все равно достигнут пункта назначения и будут собраны вместе в целый документ. При этом, данные, отправленные позже, могут приходить раньше, но это не помешает правильно собрать документ, поскольку каждый пакет имеет свою маркировку.

---

Таким образом, Internet представляет собой как бы «пространство», внутри которого осуществляется непрерывная циркуляция данных. В этом смысле его можно сравнить с теле- и радио эфиром, хотя есть очевидная разница. Например, в том, что в эфире никакая информация хранится не может. В Internet же она перемещается между компьютерами, составляющими узлы сети, и может хранится на их жестких дисках заданное время.

Стек протоколов TCP/IP. В сущности, это целое семейство программно-реализованных протоколов (более 100), позволяющих подключать к сети и согласовывать технические характеристики самых разнообразных компьютеров.

Появившийся в начале 80-х г. XX в. протокол играет принципиально важную роль для современной сети. В чем же она состоит? Прежде всего, уточним, что в техническом понимании TCP/IP – это не один сетевой протокол, а два, лежащих на разных уровнях (поэтому и название стек протоколов).

Протокол TCP (Transfer Control Protocol) – протокол транспортного уровня (см. выше семиуровневую модель взаимодействия открытых систем). Он управляет тем, как происходит передача данных, контролирует целостность передаваемой информации. Иными словами, обеспечивает связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации.

Протокол IP (Internet Protocol) – адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача данных. У каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP – адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке TCP пакетов на нужное рабочее место.

Данный адрес выражается очень просто – четырьмя байтами, например: 202.139.6.124.

Поскольку один байт содержит до 256 различных значений (это рассматривалось в 1 теме), то теоретически с помощью 4 байт можно выразить более четырех миллиардов уникальных IP – адресов (256 в 4 степени за вычетом некоторого количества адресов, используемых в качестве служебных). На практике же из-за особенностей адресации к некоторым типам локальных сетей количество возможных адресов составляет порядка 2 млрд. Эта величина достаточно большая, но ее ограниченность проявляется с каждым днем. Как только широко разовьются службы, взаимодействующие с мобильными средствами связи (сотовыми радиотелефонами), узость поля IP – адресов может дать о себе знать.

По данному адресу каждый компьютер может определить, кому из ближайших «соседей» надо переслать пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. В плане близость понимается не географическое расстояние, а условия связи и пропускная способность линии. Так, два компьютера на разных континентах, но связанные высокопроизводительной линией космической связи, считаются более «близкими», чем два компьютера из соседних поселков, связанные простым телефонным проводом. Решением вопросов, что считать ближе, а что дальше, занимаются специальные средства –

---